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[發(fā)明專利]利用矩陣小波變換的行星齒輪箱復(fù)合故障診斷方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201210361717.X 申請(qǐng)日: 2012-09-25
公開(公告)號(hào): CN102879196A 公開(公告)日: 2013-01-16
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 何正嘉;孫海亮;訾艷陽;曹宏瑞;李兵;陳雪峰;張周鎖 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 西安交通大學(xué)
主分類號(hào): G01M13/02 分類號(hào): G01M13/02
代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200 代理人: 朱海臨
地址: 710049 *** 國省代碼: 陜西;61
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 利用 矩陣 變換 行星 齒輪箱 復(fù)合 故障診斷 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種利用矩陣小波變換的行星齒輪箱復(fù)合故障診斷方法,其特征在于,包括下述步驟:

(1)矩陣小波變換由多個(gè)尺度函數(shù)生成向量小波函數(shù),該多個(gè)尺度函數(shù)和所述向量小波函數(shù)共同構(gòu)成矩陣小波函數(shù),其中,矩陣小波函數(shù)由如下多分辨分析生成,設(shè)函數(shù)Φ=[φ1(t),φ2(t),…,φr(t)]T∈L2(R)r,r∈N,其中φ1(t),φ2(t),…,φr(t)為多個(gè)尺度函數(shù),對(duì)j∈Z,定義:

Vj=clos{2j/2φi(2jt-k):1≤i≤r,k∈Z}

式中,尺度函數(shù)空間Vj由閉包函數(shù)clos{?}張成,分辨率為2j;

小波函數(shù)空間Wj=clos{2j/2ψi(2jt-k):1≤i≤r,k∈Z},是尺度函數(shù)空間Vj在Vj+1中的補(bǔ)空間,向量小波函數(shù)Ψ=[ψ1(t),ψ2(t),…,ψr(t)]T∈L2(R)r的伸縮和平移張成了Wj空間

矩陣小波函數(shù)的兩尺度方程為:

Φ(t)=ΣkHkΦ(2t-k),kZ]]>

Ψ(t)=ΣkGkΦ(2t-k),kZ]]>

式中,Hk,Gk分別表示矩陣小波變換的低通與高通濾波器,Ψ(t)是由尺度函數(shù)Φ(t)生成的向量小波函數(shù);

(2)將下述提升方法引入步驟(1)矩陣小波函數(shù)構(gòu)造中,通過設(shè)計(jì)不同的提升算子改變?cè)芯仃囆〔ê瘮?shù)濾波器的特性,得到不同性質(zhì)的矩陣小波函數(shù),所述提升方法為:

給定一個(gè)初始矩陣小波濾波器組其中H(z)為低通濾波器,為對(duì)偶低通濾波器,G(z)為高通濾波器,為對(duì)偶高通濾波器;構(gòu)造的新矩陣小波濾波器組為:

Hnew(z)=H(z)

Gnew(z)=T(z2)(G(z)+S(z2)H(z))

H~new(z)=H~(z)-S*(z2)G~(z)]]>

G~new(z)=(T*(z2))-1G~(z)]]>

其中Hnew(z)為新的低通濾波器,為新的對(duì)偶低通濾波器,Gnew(z)為新的高通濾波器,為新的對(duì)偶高通濾波器;提升矩陣S(z)和T(z)均為有限階,T(z)的行列式為單項(xiàng)式;

(3)根據(jù)齒輪和軸承出現(xiàn)損傷將引起振動(dòng)沖擊以及故障狀態(tài)確定的物理屬性,利用信號(hào)處理的峭度最大和熵最小作為優(yōu)化目標(biāo),在構(gòu)造的矩陣小波函數(shù)庫中選擇具有優(yōu)良性質(zhì)的最優(yōu)矩陣小波函數(shù);

(4)使用所構(gòu)造的最優(yōu)矩陣小波函數(shù)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)分解,將多個(gè)故障特征分解到不同分支的信號(hào)中進(jìn)行提取與識(shí)別,實(shí)現(xiàn)行星齒輪箱復(fù)合故障特征的一次性分離和診斷。

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說明:

1、專利原文基于中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

2、支持發(fā)明專利 、實(shí)用新型專利、外觀設(shè)計(jì)專利(升級(jí)中);

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