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专利号: 2012105062310
申请人: 陕西科技大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于贝叶斯网络的滚动轴承故障诊断方法,其特征在于:由以下步骤实现:

*

第1步:设置故障诊断信度阈值参数θ 和故障样本初始参数;设置样本数据组m初值大小;设置故障类型Bearing取值事件q的个数;设置故障类型初值参数s={1,…,q},类型标签tag_s={1,…,q};

第2步:对不同故障引起的轴承的振动信号进行采样,获取样本数据data_s={tag_s fs(n)| L=mN;m、N为正自然数;n=0,…,L-1};其中采集信号fs(n)分为m组长度各为N的数据,N值取1024,设j为组别号,则;

第3步:对fs,j(n’)进行N点快速Fourier变换处理,可将时域信号转成频域信号,计算公式如下:k =0,…,N-1; j=1,…,m;N值取1024;

第4步:计算故障特征向量:根据信号离散Fourier变换的性质, 频谱沿N/2点呈对称;按频率信号用等距切分法将 分成v段(其中k’=0,1, …,(N/2)-1),并分段求和得到Ws,j,u,其中u=1,…,v;

Ws,j,u作为第j组频率信号的第u个故障特征向量,计算公式如下:v值取4;

第5步:用等距切分法对故障特征向量进行离散化,以加快模型推理速度:将连续型变量Ws,j,u的数值按变量取值范围均匀划成r等份,属性值分别采用数字1至r代表;

第6步:建立故障诊断推理贝叶斯网络模型:故障类型作为父节点Bearing;Bearing有q个取值事件;以v个离散化特征向量Wu(u=1, …,v)作为子节点;用有向边依次连接父节点和子节点,即Bearing作为v条有向边的箭尾,箭头分别指向Wu,建立BN结构;

第7步:设置待诊断故障样本参数,获取待诊断轴承的观测证据,即待诊断样本;取m=1,s和tag_s均设为空集Ф,重复第2步至第5步的方法,对观测的振动信号进行数据采集及离散化处理,可以获得观测证据ev,即待诊断故障特征向量数据;

第8步:在BN模型中,输入待诊断观测证据ev,利用Pearl的连接树算法进行推理,从而完成故障诊断类型节点Bearing信度θ更新;

*

第9步:若θ>θ,按

计算故障诊断类型节点,并输出诊断结果,故障诊断过程停止;否则,返回第7步,继续通过传感器系统捕获观测证据;

l

其中,Wv为第v个目标特征向量对应的观测证据,xs 为故障诊断类型节点Bearing取值为l的事件,1≤l≤q;q取值为3或4。

2.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯网络的滚动轴承故障诊断方法,其特征在于:*

第1步中,所述的θ 范围取0.7至0.8(即70%至80%);m值取80至100;q取值为3或4。

3.根据权利要求2所述的一种基于贝叶斯网络的滚动轴承故障诊断方法,其特征在于:第5步中,r值取3或4。

4.根据权利要求3所述的一种基于贝叶斯网络的滚动轴承故障诊断方法,其特征在于:第6步中, BN模型各节点间的信度条件概率参数利用q类故障特征向量样本采用EM算法进行学习。