[發明專利]轉軸振動信號中摩擦故障特征高效提取方法

有效

• 申請號: 201210237365.7
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102759397A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 楊建剛;李潔
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王鵬翔;朱戈勝

1.旋轉機械動靜摩擦故障特征高效提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）在轉軸上固定反光條，對準反光條固定的光電傳感器用于測量轉速脈沖信號；沿軸向方向選擇多個監測截面，分別安裝渦流傳感器，渦流傳感器檢測轉軸振動信號，轉軸振動信號記為：y(t)；轉速脈沖信號作為多個測點的轉軸振動信號的分析基準；

2）將實測轉軸振動信號y(t)對時間做兩次微分，得到

y·(t)=y(t+1)-y(t)Δt,]]>y··(t)=y·(t+1)-y·(t)Δt;]]>

其中，Δt為采樣時間間隔；

3）對二次微分后的信號作毛刺點增強運算：

Z(t)=y··2(t)-y··(t-1)y··(t+1);]]>

4）計算Z(t)信號的統計特征，且去除平均值：

樣本均值Z‾=1NΣi=1NZ(t);]]>

樣本方差σ=1NΣi=1N[Z(t)-Z‾]2;]]>

去除均值后的信號Z′(t)=Z(t)-Z‾;]]>

其中N為樣本數；

5）定義一個采樣周期內Z＇(t)信號中幅值＞3σ的點為畸變點，最大值Z′_max＝max[Z′(t)]，計算畸變點數n占樣本數N的比例λ:

λ=nN;]]>

6）計算任一采樣周期內信號畸變幅度故障程度系數u_1j:

u1j=2kZ′2max1+kZ′2max-1,]]>k=1(3σ)2,]]>u_1j∈(-1,1)；

7）計算任一采樣周期內信號畸變頻率故障程度系數u_2j:

u2j=2mλ21+mλ2-1,]]>100<m<1000,u_2j∈(-1,1)；

8)計算L個采樣周期內畸變幅度故障程度系數和畸變頻率故障程度系數的平均值：

u1‾=Σj=1Lu1jL,]]>u2‾=Σj=1Lu2jL;]]>

9)取和中的最大值作為摩擦故障程度系數u_max：

umax=max(u1‾,u2‾);]]>

10)首先，根據測點摩擦故障程度系數，判斷摩擦故障程度，摩擦故障程度系數值越大，表示摩擦故障程度越嚴重；然后，根據轉軸上各個測點的摩擦故障程度系數，判斷摩擦位置，該測點摩擦故障程度系數值越大，表示越靠近摩擦點處。

2.根據權利要求1所述的旋轉機械動靜摩擦故障特征高效提取方法，其特征足，信號分析頻率f_a≥10KHz，信號采集頻率f_s≥2.56f_a，采樣周期數L≥8。