[發明專利]滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法

有效

• 申請號: 202010194479.2
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111360578B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 周長光;張向東;馮虎田
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23Q11/12
• 分類號: B23Q11/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐;馬魯晉

1.一種滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，采集滾珠絲杠副在不同潤滑狀態下的振動信號；

步驟2，提取振動信號特征，構建潤滑特征集；具體過程包括：

步驟2-1，從振動信號中提取若干組振動數據；

步驟2-2，對每組振動數據進行小波包變換；

步驟2-3，求取每組振動數據的時域特征值；

步驟2-4，求取每組振動數據的頻域特征值；

步驟2-5，將上述過程獲得的每一種特征視為一個潤滑特征，并由上述過程獲得的所有結果構建潤滑特征集，該集合中的每個樣本為每組振動數據對應的一個潤滑特征值；

步驟2-6，對潤滑特征集進行優化，具體為：根據每一個潤滑特征對識別潤滑狀態所占的權重值，從所述潤滑特征集中篩選出權重值大于預設權重閾值的特征值，構建新的潤滑特征集；

步驟3，利用潤滑特征集訓練優化SVM；

步驟4，根據SVM識別準確度對所述潤滑特征集進行優化，獲取潤滑狀態識別的最佳特征組合，之后結合優化后的SVM完成對待識別滾珠絲杠副潤滑狀態的判斷。

2.根據權利要求1所述的滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，其特征在于，步驟2-2所述對每組振動數據進行小波包變換，具體過程包括：

(1)利用一個高通濾波器{g_k}_k∈Z和一個低通濾波器{h_k}_k∈Z對振動數據信號進行全頻帶分解，所用公式為：

式中，d表示小波包分解頻率帶的小波系數，k，l∈Z；兩個公式分別表示將第j層第n個頻率帶分解為第j+1層的第2n與2n+1個頻率帶；

(2)對分解后的信號進行重構，重構公式為：

式中，p_k和q_k分別為h_k和g_k的對偶濾波器；

(3)計算分解后各節點信號x_km的能量值大小：

式中，e_jk表示小波包進行第j層分解和重構后第k個節點所在頻帶的能量值大小，x為重構信號在離散點的幅值，N為信號長度；

(4)計算各節點頻帶的能量占比：

式中，E_jk表示各節點頻帶的能量占比大小。

3.根據權利要求2所述的滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，其特征在于，步驟2-3中所述時域特征值，包括有量綱參數和無量綱參數；

其中，有量綱參數包括：

(1)均值

式中，x表示每一個振動信號的離散數據幅值，n表示離散數據的個數；

(2)均方根值

(3)方根幅值

(4)絕對平均值

(5)方差

(6)峰值：取信號中絕對值最大的幾個數，求其算術平均值作為峰值；

無量綱參數包括：

(1)波形指標

(2)峰值指標

(3)脈沖指標

(4)裕度指標

(5)峭度指標

4.根據權利要求3所述的滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，其特征在于，步驟2-4中所述頻域特征值包括：

(1)重心頻率

式中，f_i為i時刻所對應振動信號的瞬時頻率，F(f_i)表示該瞬時頻率所對應的功率譜幅值；

(2)均方頻率

(3)頻率方差