[發明專利]基于FastICA-譜峭度-包絡譜分析的旋轉機械故障診斷方法

有效

• 申請號: 201310563608.0
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103575523A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 靳國永;朱培鑫;馬相龍;石雙霞;陳躍華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于FastICA-譜峭度-包絡譜分析的旋轉機械故障診斷方法，其特征是：

（1）利用加速度傳感器獲取旋轉機械振動加速度測試信號；

（2）采用基于負熵最大化的FastICA方法對所述測試信號進行解耦分離；

（3）計算分離信號譜峭度，并篩選出最能表征故障信息的分離信號；

（4）對被選取的分離信號進行Hilbert包絡譜分析；

（5）將包絡譜峰值對應的頻率與軸承故障特征頻率進行比較，從而診斷出具體故障。

2.根據權利要求1所述的基于FastICA-譜峭度-包絡譜分析的旋轉機械故障診斷方法，其特征是所述采用基于負熵最大化的FastICA方法對所述測試信號進行解耦分離具體包括：

1）對測試信號X進行中心化和白化處理得到白化數據Z，

中心化處理，即X=X-E(X)，式中，E(·)為求均值，

中心化后的測試數據X的協方差矩陣分解為C_X=[XX^T]=UλU^T，

其中,U為酉矩陣,λ為C_X的特征值矩陣,λ=Diag(λ₁,λ₂,...,λ_N)，則白化矩陣B表示為B=λ^-1/2U^T，

再通過白化矩陣B對中心化后的測試數據進行白化處理，即Z=BX，白化處理后的測試數據Z各分量正交歸一，協方差為單位陣，即向量間沒有相關性；

2）隨機產生W_i(0)，且||W_i(0)||₂=1，其中W_i是分離矩陣W的第i行，

3）迭代：W_i(k+1)=E{Zg(W_i^T(k)Z)}-E{g'(W_i^T(k)Z)}W_i(k)，其中，g(·)是非二次函數，g'(·)是g(·)的導數，W_i(k+1)和W_i(k)分別為W_i的第k和k+1位置的元素值；

4）正交化，把已提取的獨立分量W_j減去，

Wi(k+1)=Wi(k+1)-Σj=1i-1(WiT(K+1)Wj)Wj,i≥2;]]>

5）W_i(k+1)歸一化，W_i(k+1)=W_i(k+1)/||W_i(k+1)₂||；

6）若W_i不收斂，則返回第3）步繼續迭代；否則轉到第7）步；

7）設m為獨立分量個數，令i=1，i=i+1，若i≤m，返回第2）步計算W_i+1；否則，結束，從而得到分離矩陣W。