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专利号: 2012102529612
申请人: 辽宁大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1. 基于改进BP神经网络和模糊集理论的轴承健康度评价方法,其特征在于,步骤如下:

1)采集原始信号:通过数据采集系统采集由轴承上的加速度传感器收集的振动信号;

2)对步骤1)采集的信号进行FFT变换和滤波降噪处理;

3)提取滤波降噪之后的振动信号的特征,获得特征参数;具体步骤如下:在FFT降噪处理的频域信号中选取7个状态参数:(a)平均特征频率: (1)(b)平均关闭率: (2)(c)波形的稳定指数: (3)(d)波动率: (4)(e)曲率: (5)(f)峭度: (6)(g)平方根比率: (7)其中 是频谱线条数, 是振动频率, 是振动频率对应的信号功率谱,是标准差, 是平均值;

针对上述各状态的敏感性进行评估,具体评估方法如下:任意选取2个状态,计算P1至P7每个参数在这2个状态下的区分指数DI值;

其中 1、 2分别代表状态1、状态2下各参数的均值, 1、 2分别代表状态1、状态2下各参数的标准差;通过DI来评估状态参数的灵敏度;选取DI均值较大的四个参数作为BP神经网络输入层的特征参数;

4)建立改进BP神经网络模型,具体步骤:首先,建立三层改进BP神经网络模型拓扑结构图,其输入层有6个节点,4个用来输入特征参数,2个用来输入反馈值;输出层有3个节点,用来输出3个隶属度值;隐含层是1层,节点数是8;其次,通过训练神经网络来确定各节点间的权值;

5)将选定的四个特征参数输入改进BP神经网络进行状态识别,输出三个隶属度值b1、b2、b3,根据健康度与隶属度关系式,健康度 ,计算出健康度数值;其中B为经过神经网络计算得到的对于健康、亚健康、故障模糊集合的隶属度; c1、c2、c3均为待定正系数;

根据轴承健康度的阈值来判定轴承所处运行状态为健康、亚健康或故障,当,轴承为健康状态,当 ,轴承处于亚健康状态,当 ,轴承处于故障状态。

2.根据权利要求1所述的基于改进BP神经网络和模糊集理论的轴承健康度评价方法,其特征在于:所述的步骤2)中对原始信号进行FFT变换和滤波降噪处理的具体流程如下:①对时域信号f(t)进行FFT运算得到其傅里叶变换后的频谱信号F(ω);

②根据频谱,利用滤波器H(ω)对信号的噪声部分进行抑制,得到降噪后的频谱信号G(ω);

③对降噪后的频谱G(ω)作傅里叶逆变换,得到降噪后的信号g(t)。