[發(fā)明專利]一種機(jī)械故障程度的評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410384028.X
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104155133B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣章雷;左云波;徐小力;吳國新;谷玉海
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11369
• 代理人: 賀持緩

1.一種機(jī)械故障程度的評價方法，其包括以下步驟：

(1)利用轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺模擬機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)，并采用現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺在正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動信號x_w(n)＝{x₁,…x_N}，其中，N為每組數(shù)據(jù)個數(shù)；w為數(shù)據(jù)組別，w＝1,…,9，即1至9組為正常運(yùn)行狀態(tài)；

(2)利用轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺模擬機(jī)械設(shè)備故障的輕度故障程度、中度故障程度和重度故障程度三種故障程度，并采用現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺在三種故障下的振動信號x_w(n)＝{x₁,…x_N}，其中，N代表每組數(shù)據(jù)個數(shù)；w＝10,11,12代表數(shù)據(jù)組別，即第10組數(shù)據(jù)代表輕度故障程度狀態(tài)、第11組數(shù)據(jù)代表中度故障程度狀態(tài)、第12組數(shù)據(jù)代表重度故障程度狀態(tài)；

(3)對所有振動信號x_w(n)進(jìn)行雙譜操作，獲得不同運(yùn)行狀態(tài)下的雙譜值矩陣F_w(ω₁,ω₂)；

(4)將描述各個頻率點(diǎn)雙譜值增減幅度的雙譜值矩陣定義為劣化演化矩陣F_pq：

Fpq=(Fq-FpFp)*,]]>

式中，F(xiàn)_q、F_p分別表示狀態(tài)q、狀態(tài)p對應(yīng)的雙譜值矩陣，p∈w,q∈w；“*”表示分子位置處矩陣與分母位置處矩陣的相除操作為兩個矩陣各個對應(yīng)元素之間的相除；

計(jì)算機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下的劣化演化矩陣：F_1-2、F_1-3、F_1-4、F_1-5、F_1-6、F_1-7、F_1-8、F_1-9，以及故障下的劣化演化矩陣：F_1-10、F_1-11、F_1-12；

(5)計(jì)算劣化演化矩陣F_pq的特征值，得到12組特征值，再計(jì)算每組特征值的均值、方差：其中a表示劣化均值，b表示劣化方差；

(6)計(jì)算機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下對應(yīng)的均值最大值a_max為：

amax={aF1-2,aF1-3,aF1-4,aF1-5,aF1-6,aF1-7,aF1-8,aF1-9};]]>

計(jì)算機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下對應(yīng)的方差最大值b_max為：

bmax={bF1-2,bF1-3,bF1-4,bF1-5,bF1-6,bF1-7,bF1-8,bF1-9};]]>

(7)以劣化均值為橫坐標(biāo)，以劣化方差為縱坐標(biāo)，將均值最大值a_max、方差最大值b_max；故障狀態(tài)下的劣化均值、劣化方差的數(shù)值繪制在同一個圖形中，得到劣化區(qū)間劃分圖；

(8)采集實(shí)際設(shè)備的振動信號，對該振動信號進(jìn)行步驟(3)～(6)的操作，得到對應(yīng)的劣化均值、劣化方差，將其繪制在步驟(7)中的劣化區(qū)間劃分圖中，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)所處的區(qū)域判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。