[發明專利]一種基于D氏小波能量基的滾動軸承故障特征提取方法

有效

• 申請號: 201810436736.1
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108444713B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 孫永健;王孝紅
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 37240 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)
• 代理人: 高強

1.一種基于Daubechies小波能量基的滾動軸承故障特征提取方法，其特征在于，所述方法包括：對滾動軸承振動信號進行Daubechies小波分解重構；根據設定的誤差值確定重構小波層數i；提取比重最大的前i層Daubechies小波進行正交規范化；計算前i層Daubechies小波功率譜，建立故障模式分類空間；計算不同工況下時域信號在故障模式分類空間中的投影坐標，并標定故障特征；采用支持向量機對不同工況信號特征進行空間劃分，劃分故障模式分類空間中的故障特征區域；對新獲取的工況信號進行Daubechies小波分解、重構、正交規范化、計算功率譜、計算故障模式分類空間坐標、判定所在故障特征區域。

2.根據權利要求1所述的基于Daubechies小波能量基的滾動軸承故障特征提取方法，其特征在于，對滾動軸承振動信號進行小波分解，把獲取的軸承時域振動信號進行快速傅里葉變換轉化為頻域信號，其中f(t)為時域信號，對其進行小波分解，可得

同理可得其中j＝1，2，...，n，k＝0,1,2,...,2^n-j，對給定的j＝(1,2,...,n)，c_j,k可看成關于k的周期為2^n-j的序列。

3.根據權利要求1所述的基于Daubechies小波能量基的滾動軸承故障特征提取方法，其特征在于，對比重構信號與原始信號，分析重構誤差，若差值小于Δ則認為重構信號可代替原始信號，經判斷分解到第i層其差值小于Δ取重構信號的前i層進行研究。

4.根據權利要求3所述的基于Daubechies小波能量基的滾動軸承故障特征提取方法，其特征在于，將前i層Daubechies小波進行正交規范化，定義α₁，α₂，...α_r為小波空間V的任一基，則正交規范化方法為：首先把α₁，α₂，...α_r用施密特正交化正交，即，

β₁＝α₁，

則β₁，β₂，...β₅為正交基，然后進行規范化，令則I₁,I₂,I₃,I₄,I₅為小波空間V的正交基，設為尺度函數，則函數系統形成正交系統的充要條件為或其中∑代表加和，ω表示頻率。

5.根據權利要求4所述的基于Daubechies小波能量基的滾動軸承故障特征提取方法，其特征在于，求取前i層小波信號功率譜，信號x(t)具體為功率限制信號，并滿足∫_R|x(t)|²dt＜+∞，其中x(t)為時域信號，t為時域信號的時間參數，R為信號持續時間，小波變換定義為σ為尺度參數，τ為頻域信號的時間參數，ψ[(t-τ)/σ]為從τ到σ變化的小波基函數的小波函數群形成，從小波變換的能量守恒性質可得，其中C_ψ為小波可采納條件，且其中為小波函數ψ(t)的傅里葉變換，設則E(τ)是信號x(t)的功率沿時間軸上的分布，對公式E(τ)進行頻譜計算，可以得到x(t)的時間小波功率頻譜并建立故障模式分類空間。