[發(fā)明專利]基于Kriging模型的風(fēng)力機(jī)齒輪箱故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410391712.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN104122086A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃章俊;李錄平;田紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/02
• 分類號(hào): G01M13/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

1.一種基于Kriging模型的風(fēng)力機(jī)齒輪箱故障診斷方法，其特征在于實(shí)施步驟如下：

1)分別采集風(fēng)力機(jī)齒輪箱在各個(gè)工況模式下的多個(gè)振動(dòng)信號(hào)序列，所述各個(gè)工況模式包括風(fēng)力機(jī)齒輪箱的正常狀態(tài)、磨損狀態(tài)和斷齒狀態(tài)；

2)分別計(jì)算所述振動(dòng)信號(hào)序列的多個(gè)故障信號(hào)特征值；

3)根據(jù)各個(gè)工況模式下多個(gè)振動(dòng)信號(hào)序列對(duì)應(yīng)的故障信號(hào)特征值，通過隸屬度函數(shù)建立工況模式、診斷目標(biāo)值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系和樣本數(shù)據(jù)表，所述樣本數(shù)據(jù)表的每一個(gè)表項(xiàng)包括工況模式、多個(gè)故障信號(hào)特征值、診斷目標(biāo)值三種類型的數(shù)據(jù)；

4)依據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)表中的部分或者全部數(shù)據(jù)，采用最小二乘法進(jìn)行變差函數(shù)理論模型的擬合，得到變差函數(shù)理論模型的參數(shù)值及變差函數(shù)理論模型；

5)基于所述變差函數(shù)理論模型，按照Kriging方法建立各個(gè)故障信號(hào)特征值構(gòu)成的輸入向量、診斷目標(biāo)值之間的近似函數(shù)關(guān)系得到由Kriging估計(jì)量的計(jì)算表達(dá)式構(gòu)成的Kriging模型，所述Kriging模型的輸入量為待診斷振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)故障信號(hào)特征值構(gòu)成的輸入向量，所述Kriging模型的輸出量為與診斷目標(biāo)值對(duì)應(yīng)Kriging估計(jì)量；

6)檢測(cè)風(fēng)力機(jī)齒輪箱在工作狀態(tài)下的待診斷振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算所述待診斷振動(dòng)信號(hào)的各個(gè)故障信號(hào)特征值，將所述待診斷振動(dòng)信號(hào)的各個(gè)故障信號(hào)特征值構(gòu)成的輸入向量輸入所述Kriging模型，得到Kriging模型輸出的Kriging估計(jì)量，根據(jù)所述Kriging估計(jì)量查詢所述工況模式、診斷目標(biāo)值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而確定待診斷振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的工況模式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Kriging模型的風(fēng)力機(jī)齒輪箱故障診斷方法，其特征在于：所述多個(gè)故障信號(hào)特征值包括功率譜熵、小波包能熵、峭度、偏度、關(guān)聯(lián)維數(shù)和盒維數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Kriging模型的風(fēng)力機(jī)齒輪箱故障診斷方法，其特征在于：所述步驟2)中具體是指根據(jù)式(1)計(jì)算振動(dòng)信號(hào)序列的功率譜熵；

GF=-Σi=1Nqilogqi---(1)]]>

式(1)中，G_F表示振動(dòng)信號(hào)序列的功率譜熵，q_i表示第i個(gè)振動(dòng)信號(hào)的功率譜在振動(dòng)信號(hào)序列中的功率譜總和中所占的比重，N表示振動(dòng)信號(hào)序列中振動(dòng)信號(hào)的數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Kriging模型的風(fēng)力機(jī)齒輪箱故障診斷方法，其特征在于：所述步驟2)中具體是指根據(jù)式(2)計(jì)算振動(dòng)信號(hào)序列的小波包能熵；

HF=-Σi=1NEilogEi---(2)]]>

式(2)中，H_F表示振動(dòng)信號(hào)序列的小波包能熵，E_i表示第i個(gè)振動(dòng)信號(hào)的頻帶能量在振動(dòng)信號(hào)序列中的頻帶能量總和中所占的比重，N表示振動(dòng)信號(hào)序列中振動(dòng)信號(hào)的數(shù)量。