[發明專利]一種適用于低轉速下行星輪系故障診斷的振動分離方法

有效

• 申請號: 201810025104.6
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108362492B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 張倫;胡蔦慶;陳凌;陳徽鵬;張宇;程哲;沈建;周洋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01M13/028
• 分類號: G01M13/028;G01M13/021
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊采良<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種適用于低轉速下行星輪系故障診斷的振動分離方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一，數據采集和重采樣：同步采集行星輪系多個測點的振動信號和轉速脈沖信號，根據行星架旋轉的轉速脈沖信號進行數據分割和重采樣；

步驟二，數據提取：從各周期信號中提取出與目標齒輪相關的振動信號，形成組合集；

步驟三，振動分離向量重構：根據齒輪嚙合時序關系，從組合集中按照一定的映射重構方法，得到各齒輪部件的振動分離向量；

所述步驟三的具體流程如下：

第一步，構建TSA集：對組合集中數據按照齒輪復位周期進行時域同步平均處理，消除噪聲和不相關成分的影響；

第二步，加窗映射：通過齒輪嚙合時序求解，將TSA集中數據映射到組合保持矩陣對應列向量中的相應位置；

第三步，求和重構：對組合保持矩陣進行求和操作，得到目標齒輪的振動分離向量。

2.根據權利要求1所述的一種適用于低轉速下行星輪系故障診斷的振動分離方法，其特征在于：所述步驟一的具體流程如下：

第一步，數據采集：使用同步采樣方法，對多個測點的振動信號以及行星架的轉速脈沖信號進行采樣，采樣要求同步進行，即各通道的采樣時鐘必須一致；測量并記錄加速度傳感器和行星輪相對于轉速傳感器的安裝位置，記錄齒圈齒數N_r，行星輪齒數N_p，太陽輪齒數N_s，行星輪個數NP；

第二步，數據分割：以轉速脈沖信號為基準，對各通道振動數據進行分割；

第三步，數據濾波：對數據進行濾波處理，濾除不相干頻率成分；

第四步，重采樣：對數據進行重采樣，消除轉速波動造成的各回轉周期采樣點數不同的影響。

3.根據權利要求1所述的一種適用于低轉速下行星輪系故障診斷的振動分離方法，其特征在于：所述步驟二的具體流程如下：

第一步，計算提取索引：根據行星輪編號和振動傳感器編號計算數據提取的中心點索引值；

第二步，確定數據長度：設定數據提取窗長，由數據窗長計算提取數據長度；

第三步，構成組合集：組合集是一個四維矩陣，這四個維度分別表示傳感器編號、行星輪編號、行星架回轉周期編號和數據點索引值。

4.根據權利要求3所述的一種適用于低轉速下行星輪系故障診斷的振動分離方法，其特征在于：所述計算提取索引的過程如下：

數據提取位置由提取索引表示，的物理意義為傳感器A_j各行星架循環數據某個數據點對應的下標，該數據點與行星輪P_i和傳感器A_j對齊的時刻對應；行星輪角P_i的初始角度傳感器A_i的安裝位置角度為行星輪P_i與傳感器A_j的分離角度定義為：

式中：mod為模函數，分離角度表示行星輪P_i從初始位置運動到傳感器A_j過程中行星架轉過的角度；每個行星架周期經過重采樣，有個數據點，每兩個點之間的間隔為在實際采樣過程中，可能未在分離角度處進行采樣，數據處理中取與P_i和A_i對準時刻距離最近的點代替，該數據點的索引是：

式中：round函數是最近取整函數。