[發明專利]一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法

有效

• 申請號: 202010344825.0
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111473761B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 劉杰;胡兵兵;王昌達;逯丹鳳;武秋敏
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B21/16
• 分類號: G01B21/16;G01B21/02;G01M7/02;G06F30/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

1.一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、利用高斯白噪聲隨機信號作為激勵源對含滑動副的非線性機械結構進行振動測試，并利用位移傳感器測量間隙位置處的位移響應信號；

步驟2、根據測得的位移響應信號，利用替代數據法生成對應的替代位移響應信號；

步驟3、對原始位移響應信號和替代位移響應信號進行EMD分析，并利用得到的本征模式分量計算對應的EMD能量熵；

具體步驟為：采用EMD方法對原始位移響應信號和替代位移響應信號進行分解，并根據得到的信號的本征模式分量計算對應的EMD能量熵L：

其中，n表示分解得到的本征模式分量的個數，p_i表示信號的第i個本征模式分量的能量E_i在該信號總能量E_s中的比重；

步驟4、根據計算得到的原始位移響應信號的EMD能量熵和替代位移響應信號的EMD能量熵進行差異顯著度檢驗；

其中，差異顯著度指標Q為：

其中，L₀表示原始位移響應信號的EMD能量熵，L_t表示生成的20組替代位移響應信號EMD能量熵的平均值，σ_t表示生成的20組替代位移響應信號EMD能量熵的標準差；

步驟5、利用通過差異顯著度檢驗的原始位移響應信號，計算其概率密度函數；

步驟6、對獲得的位移響應的概率密度函數進行二階求導，并繪制其對應的曲線，根據曲線拐點對應的橫坐標實現滑動副間隙值的快速識別。

2.根據權利要求1所述的一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，所述步驟1中所施加的激勵力為服從正態分布的高斯白噪聲隨機信號，所測量的結構動態信號為滑動副間隙位置處的位移響應信號。

3.根據權利要求1所述的一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，所述步驟2中具體采用Schreiber-Schmitz迭代替代數據法生成與原始滑動副間隙位置處位移響應信號x(t)對應的20組替代位移響應信號

4.根據權利要求1所述的一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，進行所述差異顯著度檢驗時，所使用的位移響應數據的自由度為19，在95％置信度下，t檢驗的臨界值為2.093。

5.根據權利要求4所述的一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，當計算得到的差異顯著度指標Q大于等于2.093時，表明測量的間隙位置處的位移響應信號通過了差異顯著度檢驗，結構中的間隙非線性被激起；當計算得到的差異顯著度指標Q小于2.093時，表明測量的間隙位置處的位移響應信號未通過差異顯著度檢驗，結構中的間隙非線性未被激起，此時需要增大激勵力對機械結構進行振動測試，并重新進行前述步驟1至步驟3。

6.根據權利要求1所述的一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，所述步驟5中具體采用核密度估計法計算通過差異顯著度檢驗的原始位移響應信號的概率密度函數。

7.根據權利要求1所述的一種結合非線性檢測的滑動副間隙值快速識別方法，其特征在于，所述步驟6中繪制計算得到的概率密度二階導數關于位移響應幅值的曲線，曲線兩外側拐點對應的橫坐標即為滑動副間隙值的識別結果。