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专利号: 2020112685363
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
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:

1.一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,利用谱相关或谱相干平面的循环频谱切片的局部峰值的分布特性筛选最可能包含旋转机械故障特征信息的离散谱频率,利用这些选定的离散谱频率生成增强包络谱,识别旋转机械早期故障,具体包括以下步骤:步骤1:计算实测信号,实测旋转机械振动信号x(tn),tn=n/Fs,n=0,1,…,N‑1的谱相关γx(αn,fm),n=1,...,N,m=1,...,M;N为信号长度αn为循环频率,fm为频谱频率,M为离散频谱频率数量;并基于谱相关函数得到一个仅包含0和1的矩阵χ=(χx(n,m))N×M,其中χx(n,m)的定义如下式:式中,参数L取正整数,控制了矩阵χ中非零元素的稀疏程度;

步骤2:计算矩阵χ的每一列的非零元素的个数: 并

T

对η=[η(1),η(2),...,η(Ν)] 按照一定的规则进行重新排列,得到向量保证向量 满足如下两条性质:(1)对任意的1<i<j<N, 成立;

(2)如果存在 那么一定存在大于0小于等于N的正整数ki和ki+1,使得和 同时满足SFCCAmp(ki)>SFCCAmp(ki+1),其中步骤3:计算前D个候选故障频率,候选故障频率的计算公式如下:步骤4:计算谱相关平面上,每一个循环频率频谱切片γx(·,fm)在候选故障频率处取局部最大值的个数 的计算公式如下:式中: 为示性函数,定义如下:

步骤5:对 按照一定的规则进行重新排列,得到向量

保证向量 满足如下两条性质:

(1)对任意的1<i<j<M, 成立;

(2)如果存在 那么一定存在大于0小于等于N的正整数ki和ki+1,使得和 同时满足CFCCAmp(ki)>CFCCAmp(ki+1),其中步骤6:计算增强包络谱EES,EES的计算公式如下:式中: 为所选定的用于积分生产EES的谱频率,并有如下公式计算:

2.根据权利要求1所述的一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,所述参数L的选取是不固定的,需要根据信号的特征进行选取,L≤10。

3.根据权利要求2所述的一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,所述参数L取值范围:3≤L≤5。

4.根据权利要求1所述的一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,所述候选故障频率的个数D是不固定的,需要根据信号的特征进行选取,D≤N。

5.根据权利要求1所述的一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,所述用于积分生产EES的离散谱频率的数量R是不固定的,需要根据信号的特征进行选取,R≤M。

6.根据权利要求1所述的一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,所述利用谱相关平面内的循环频谱切片的局部峰值的分布特性筛选最可能包含旋转机械故障特征信息的谱频率,谱相关定义如下:式中:Fs是信号采样频率,α是循环频率,f是谱频率,Rx(tn,τm)定义为实测振动信号x(tn)的自相关函数,其定义如下:*

式中, 代表期望算子,代表复共轭算子,τm代表时间延迟。

7.根据权利要求1所述的一种基于谱相干生成非稀疏指标指导的增强包络谱的方法,其特征在于,所述利用谱相干平面的循环频谱切片的局部峰值的分布特性筛选最可能包含旋转机械故障特征信息的谱频率,谱相干定义为归一化的谱相关: