[發明專利]一種基于相干噪聲抑制的電機故障特征提取方法

有效

• 申請號: 202011524342.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112749366B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王成棟;馬運超;楊冬辰;王成
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06F17/16;G01H17/00;G01M13/04;G01M13/045;G01M15/00
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1.一種基于相干噪聲抑制的電機故障特征提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：采用兩個振動信號傳感器，一個安裝于待診斷電機滾動軸承附近，一個安裝于電機機座，兩個傳感器同步測量振動信號；

步驟二：對測得的兩個傳感器的振動信號進行加窗處理和傅立葉變換，并計算兩個振動信號的自功率譜密度S_x(ω)和S_y(ω)；

步驟三：計算兩個振動信號的互功率譜密度G_xy(ω)；

步驟四：根據自功率譜密度S_x(ω)和S_y(ω)以及互功率譜密度G_xy(ω)，計算兩個振動信號的空間相干轉移矩陣H(ω)；

步驟五：對兩個振動信號分別進行傅立葉變換得到的結果表示為X(ω)和Y(ω)，再根據X(ω)，Y(ω)和轉移矩陣H(ω)計算得到消噪處理后的頻域信號，然后再對頻域信號進行傅立葉反變換得到噪聲抑制后的時域信號；

步驟六：對噪聲抑制后的信號進行帶通濾波，然后對濾波后的信號進行包絡解調分析，得到調制信號的頻率和幅值信息，作為電機滾動軸承的故障特征。

2.根據權利要求1所述的一種基于相干噪聲抑制的電機故障特征提取方法，其特征在于，步驟四計算空間相干轉移矩陣H(ω)的具體方法為：設電機機座的振動信號為e(n)，滾動軸承附近的振動信號為b(n)，則兩個傳感器所測得的滾動軸承處振動信號x(n)以及機座處振動信號y(n)表示如下：

x(n)＝e(n)+b(n)

y(n)＝e(n)+b(n)*h(n)

設X(ω，k)，Y(ω，k)為兩個振動信號的傅里葉變換結果，則兩個傳感器的信號在頻域表示為：

X(ω，k)＝E(ω，k)+B(ω，k)

Y(ω，k)＝E(ω，k)+B(ω，k)×H(ω，k)

根據兩個振動信號的自譜與互譜關系，轉移矩陣H(ω，k)的計算公式為：

。

3.根據權利要求1所述的一種基于相干噪聲抑制的電機故障特征提取方法，其特征在于，步驟五得到的噪聲抑制后的信號的計算公式為：

其中F^-1表示傅里葉反變換，H(ω)表示計算得到的空間轉移矩陣，X(ω)和Y(ω)表示兩個信號的傅里葉變換。