1.基于时频谱相关性分析的旋转机械故障特征提取方法,包括以下步骤:(1)在旋转机械设备上采集一组长度为L的振动加速度信号x(n),其中n=0,1,…,L-1;
(2)对信号x(n)进行时频变换,得到时频谱TFD(l,k),其中时间l=0,1,…,L-1,频率k=0,1,…,L/2-1;
(3)在时频谱TFD(l,k)中选取两个时频点(l1,k1)、(l2,k2),从而选取一个冲击特征I(i,j),其中时间i=0,1,…,l2-l1,频率j=0,1,…,k2-k1;冲击特征I(i,j)所在的时频区块为TFD(lo,ko),即I(i,j)=TFD(lo,ko),其中时间lo=l1,l1+1,…,l2,频率ko=k1,k1+1,…,k2;
(4)在时频谱TFD(l,k)中,保持频带[k1,k1+1,…,k2]不变,令冲击特征I(i,j)从时间点l=0开始,沿着时间轴逐点平移;
(5)在时间点l=pt处,其中0≤pt≤L-(l2-l1)-1,冲击特征I(i,j)在时频谱TFD(l,k)中遮掩的时频区块为P(i,j)=TFD(lp,ko),其中时间lp=pt,pt+1,…,pt+(l2-l1);
(6)计算冲击特征I(i,j)与遮掩时频区块P(i,j)之间的相关系数ρIP(pt),计算公式为:其中 为冲击特征I(i,j)的均值,计算公式为:
为遮掩时频区块P(i,j)的均值,计算公式为:
(7)冲击特征I(i,j)平移至时间点l=L-(l2-l1)-1后,平移结束,得到冲击特征I(i,j)与[L-(l2-l1)]个遮掩时频区块之间的相关系数序列ρIP(p),其中p=0,1,…,L-(l2-l1)-1;
(8)对相关系数序列ρIP(p)进行傅里叶变换,从频谱中提取故障特征频率。
2.基于时频谱相关性分析的旋转机械故障特征提取方法,其特征在于,所述步骤(2)中的时频变换算法包括S变换,计算公式为:其中S(l,k)为S变换谱在时频点(l,k)处的元素值,L为信号x(n)的长度,X(m)为信号x(n)的傅里叶变换,计算公式为:所述的时频谱TFD(l,k)等于S变换谱的绝对值,即TFD(l,k)=|S(l,k)|。