[發明專利]基于信號分量差商值的時域信號診斷方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202011351685.6
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112183499B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 周清泉;李超;肖羅;龔亞軍;阮志堅
• 申請（專利權）人: 萬鑫精工（湖南）股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 長沙知行亦創知識產權代理事務所(普通合伙) 43240
• 代理人: 嚴理佳

本發明公開了一種基于信號分量函數差商值的時域信號診斷方法，引入可以處理伴隨有非平穩、非線性原始時域信號的信號解析技術，基于采集原始時域信號的時間度量特征，將原始時域信號解析成多個信號分量函數，去除原始時域信號的非平穩、非線性特征；在海量噪聲的處理上，差商值有著很強的噪聲包容性，利用重構信號的分布概率度量原始時域信號的復雜程度，其中，重構信號的概率越大，其處理的原始信時域號重構的復雜度越大，通常差商值與信號復雜度呈正比，從而將原始時域信號解析得到的信號分量函數，利用差商判別原始時域信號故障特征。

技術領域

本發明涉及數據處理領域，尤其涉及一種基于信號分量函數差商值的時域信號診斷方法。

背景技術

在故障診斷學中，例如回轉機械和往復機械的振動信號采集與診斷中，由于反應其運行狀態的信號是隨機器運轉而周期性重復的，對回轉機械和往復機械故障診斷主要是對時域信號進行診斷；又例如電機的電流信號進行偵測與診斷時，偵測到的電流信號也是周期性重復的時域信號。

有效的提取到時域信號中的準確故障信息也成為了現代故障診斷技術核心技術，傳統的時頻域技術給時域信號故障信息提取提供了解決方案。而時域信號作為故障診斷最直接的信息來源，直接決定了故障判斷的準確性。但時域信號通常伴隨著周期信號間的耦合和海量噪聲的情形，在面對高度耦合海量噪聲的非平穩、非線性的時域信號時，現有的時域平均等時頻域技術的可行度較低，故障檢測效率與正確率都存在不穩定性。

因此，亟需提供一種新的時域信號診斷方法，以解決上述技術問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于信號分量函數差商值的時域信號診斷方法，利用時域信號解析技術分解信號，去除原始時域信號中的非平穩、非線性部分；利用差商判別原始時域信號的故障信息。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于信號分量差商值的時域信號診斷方法，包括步驟：

S1，獲取t時刻的時域信號x_i(t)所有的局部極大值點和局部極小值點，構建所述局部極大值點和所述局部極小值點的上包絡線和下包絡線，并得到所述上包絡線和下包絡線的平均值函數為m₁；其中，i=0,1,2...,N，i=0時，x₀(t)為原始時域信號；

S2，判斷所述平均值函數m₁在所述時域信號x_i(t)區域內，與零點之間的差值是否小于預設閾值；若否則返回步驟S1，若是則進入步驟S3；

S3，根據公式C_i+1=x_i(t)-m₁，得到時域信號x_i(t)的最高頻組分的信號分量C_i+1；

S4，判斷所述信號分量C_i+1是否可以被繼續分解，若是則進入步驟S5；若否則進入步驟S6；

S5，根據公式x_i+1(t)=x_i(t)-C_i+1，獲得新的時域信號x_i+1(t)，返回所述步驟S1，對所述新的時域信號x_i+1(t)重復所述步驟S1-S4，得到C_i+2=x_i+1(t)-m₁；

S6，獲取當前分解次數i的值n，得到所述原始時域信號，其中，所述x₀(t)表示信號余項；

S7，預設嵌入維數m，針對時間序列下時域信號的集合{x₀(h), h=1,2,…,N}，重構所述原始時域信號x₀(h)的長度，根據步驟S6中所述原始時域信號的信號分量函數，將所述原始時域信號x₀(h)重構成一組m維向量：，其中，h=1~N-m+1；