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[發明專利]一種基于分數階散布熵的滾動軸承早期故障檢測方法有效

專利信息
申請號: 201911347953.4 申請日: 2019-12-24
公開(公告)號: CN110864902B 公開(公告)日: 2021-03-23
發明(設計)人: 朱遠和;鄭近德;劉慶運;丁克勤;潘紫微;潘海洋 申請(專利權)人: 安徽工業大學
主分類號: G01M13/045 分類號: G01M13/045;G06F17/18;G06K9/62
代理公司: 安徽知問律師事務所 34134 代理人: 杜袁成
地址: 243002 *** 國省代碼: 安徽;34
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 分數 散布 滾動軸承 早期 故障 檢測 方法
【權利要求書】:

1.一種基于分數階散布熵的滾動軸承早期故障檢測方法,其特征在于該方法包括如下步驟:

(1)歸一化時間序列;所述步驟(1)具體如下:

使用正態累積分布函數作為非線性歸一化函數,將時間序列x={x1,x2,...,xN}歸一化為y={y1,y2,...yN},即:

其中N表示數據點長度,σ和μ分別為時間序列x的標準差和平均值,yi從0變化到1;

(2)將歸一化后的時間序列映射成1到c類的映射時間序列,c代表映射后的類別數;所述步驟(2)具體如下:

通過公式(2)將yi映射成具有從1到c的整數索引的c類,為此,yi先乘以c再與0.5相加,i=1,2,…,N,round表示將y的每個元素四舍五入到最近整數;

(3)將所述映射時間序列進行相空間重構;所述步驟(3)具體如下:

利用公式(3)計算每個嵌入向量

其中,i=1,2,…,N-(m-1)d,m表示嵌入維數,d是時間延遲;

(4)找出所有可能的散布模式;所述步驟(4)具體如下:

令則時間序列被映射到散布模式其中vj∈(1,2,…,c),j=1,2,…,m-1, 因為散布模式一共有m個數字組成,每個數字有c種取法,所以一共有cm個散布模式;

(5)計算每一種實際存在的散布模式概率;所述步驟(5)具體如下:

對于cm種可能的散布模式其中vj∈(1,2,…,c),j=1,2,…,m-1,相應的概率計算如公式(4)所示:

(6)根據香農熵定義得出分數階散布熵,由分數階散布熵值變化判斷滾動軸承是否發生早期故障;所述步驟(6)具體如下:

由經典的香農熵定義得出分數階散布熵:Fractional-order dispersion entropy,簡稱FDE具體如下:

其中,Γ(·)和ψ(·)分別表示伽馬和雙伽馬函數,α表示分數階階數,當α=0時,FDE即為散布熵。

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