【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種機(jī)械故障診斷方法，具體涉及一種復(fù)雜機(jī)電設(shè)備(包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式機(jī)械)沖擊型特征的增強(qiáng)和分離技術(shù)。
技術(shù)介紹
大型復(fù)雜機(jī)電設(shè)備在國民經(jīng)濟(jì)活動的各部門，如交通運(yùn)輸、冶金能源、裝備制造和國防工業(yè)中都發(fā)揮著重要作用。在復(fù)雜惡劣的運(yùn)行工況下，重要裝備的關(guān)鍵零部件，如旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸承、齒輪和轉(zhuǎn)子，以及往復(fù)式機(jī)械的活塞、氣閥、曲柄和連桿等，不可避免出現(xiàn)磨損、剝落、裂紋等局部損傷導(dǎo)致性能退化并逐漸萌生故障，造成產(chǎn)品設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量下降甚至機(jī)毀人亡惡性事故。及早發(fā)現(xiàn)這些裝備中的潛在故障，對于保證生 產(chǎn)活動的有序進(jìn)行和預(yù)防重大災(zāi)難性事故具有顯著經(jīng)濟(jì)價值和重要社會意義。國家中長期規(guī)劃(2006-2020年)、“十一五”規(guī)劃和國家自然科學(xué)基金委學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告(2006-2010年)中均將重大設(shè)施運(yùn)行可靠性、安全性、可維護(hù)性等關(guān)鍵技術(shù)列為重要研究方向。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的先進(jìn)理論和技術(shù)的發(fā)展及其在工程實(shí)踐中的實(shí)用化推廣成為故障診斷領(lǐng)域的重要研究課題。當(dāng)復(fù)雜機(jī)電設(shè)備的核心零部件發(fā)生局部損傷時，由于其自身的周期性或往復(fù)性運(yùn)轉(zhuǎn)，在動態(tài)響應(yīng)信號中產(chǎn)生微弱的故障沖擊特征。這些故障特征往往與其他振動模式發(fā)生耦合并且淹沒在強(qiáng)大的背景噪聲下，常規(guī)的平穩(wěn)信號處理方法難以得到滿意的特征提取效果，阻礙了故障診斷的有效開展。目前在復(fù)雜設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷領(lǐng)域，常用的故障診斷技術(shù)主要建立在Daubechies離散小波變換為代表的二進(jìn)小波分析基礎(chǔ)之上。小波變換是一種針對非平穩(wěn)信號的時頻域分析工具，它的時頻原子是局部支撐的振蕩衰減函數(shù)。根據(jù)內(nèi)積匹配原理，小波基函數(shù)可以較好地匹配機(jī)械設(shè)備早期微...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種基于可變空間-尺度框架的機(jī)械沖擊型故障診斷方法，其特征在于包括下述步驟 I)采用可變空間-尺度框架函數(shù)對復(fù)雜機(jī)電設(shè)備上采集的動態(tài)響應(yīng)信號進(jìn)行分解與單支重構(gòu)，所述的分解是將該動態(tài)響應(yīng)信號中故障特征和其他振動模式分量分解到不同的子頻帶中，包括以下步驟 a、構(gòu)造一個控制參數(shù)集合YG {(p, q, s) |p, q, s G Z+}以生成不同的可變空間-尺度框架函數(shù){Bp,,」(p，q，s) G r}，其中Z+表示正整數(shù)集合，可變空間-尺度框架函數(shù)的時頻原子集是由一個可細(xì)化函數(shù)濾波器hjn)和一個生成函數(shù)濾波器g(l(n)展成； 控制參數(shù)P，q，s共同決定濾波器hjn)和g(l(n)所展成的函數(shù)空間-尺度特性，其中p和q用于確定可變空間-尺度框架函數(shù)的尺度伸縮因子，而s則決定該框架函數(shù)的時域能量集中特性；控制參數(shù)P，q, s之間必須滿足構(gòu)造許可條件 · 2 ( p〈q 且 p/q+l/s>l 定義HtlO)為可細(xì)化函數(shù)濾波器hQ(n)的頻譜；GtlO)為生成函數(shù)濾波器gQ(n)的頻譜，它們的數(shù)學(xué)解析式定義為2.如權(quán)利要求I所述的基于可變空間-尺度框架的機(jī)械沖擊型故障診斷方法，其特征在于，步驟I)子步驟b中所述的變換域子序列\(zhòng)(n)通過如下運(yùn)算得到 ①初始化分解迭代次數(shù)j=l，采用濾波器hjn)和g(l(n)對復(fù)雜機(jī)電設(shè)備的動態(tài)信號進(jìn)行多尺度分解，分解的過程在頻域上完成，其中可細(xì)化函數(shù)分支在分解之前須進(jìn)行上P增采樣，在分解之后須進(jìn)行下q降采樣；而生成函數(shù)分支只需要在濾波后進(jìn)行下s降采樣。得到第一層可細(xì)化函數(shù)序列C1 (n)和生成函數(shù)序列W1 (n); ②采用濾波器h(n)和g^n)對上一層分解得到的可細(xì)化函數(shù)序列進(jìn)行再分解，得到新的生成函數(shù)序列％(n)和新的可細(xì)化函數(shù)序列~(n)，分解算法與第一尺度分解相同，濾波器h>)和g>)的頻譜函數(shù)Hj(Co)和Gj(Co)由如下公式定義3.如權(quán)利要求I所述的基于可變空間-尺度框架的機(jī)械沖擊型故障診斷方法，其特征在于，步驟2)中所述的“全局特征峭度”和“時頻聯(lián)合峭度”的定義，包括以下步驟 a、計(jì)算Rp,q,s中各單支重構(gòu)動態(tài)響應(yīng)信號的改進(jìn)峭度值,改進(jìn)峭度值Kurt[x(n)]計(jì)算公式如下 Kurt [X (n) ] =E [ (C [x, X1, X 2] - y )4] / o 4 式中算子￡[ ]表示數(shù)學(xué)期望，算子C[x(n)，A1, A2]的作用是對輸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何正嘉，陳彬強(qiáng)，張周鎖，訾艷陽，陳雪峰，李兵，曹宏瑞，孫海亮，李繼猛，
申請(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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