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专利号: 2021113906067
申请人: 洛阳师范学院
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:

1.一种旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,从机械设备上采集监测信号x(t),并初始化Morlet小波函数的参数,包括带宽fb和中心小波频率fc;fb的下限值为X1,上限值为X2;fc的下限值为R1,上限值为R2;令fb=Xm和fc=R1,其中Xm为[X1、X2]间的一个固定值;

步骤S2,使用Morlet小波函数对监测信号x(t)进行小波变换,得到不同尺度的小波系数;

步骤S3,计算小波系数的Shannon熵E(fc,fb);

步骤S4,若fc小于R2,则将fc增加一个步长Tc,返回步骤S2,循环迭代;直到fc等于或大于R2时结束循环;

步骤S5,将当前循环迭代过程中最小的Shannon熵E(fc,fb)对应的fc作为最佳中心小波频率参数fco;

步骤S6,令fc=fco和fb=X1;

步骤S7,使用Morlet小波函数对监测信号x(t)进行小波变换,得到不同尺度的小波系数;

步骤S8,计算小波系数的Shannon熵E(fc,fb);

步骤S9,若fb小于X2,则将fb增加一个步长Tb,返回步骤S7,循环迭代;直到fb等于或大于X2时结束循环;

步骤S10,将当前循环迭代过程中最小的Shannon熵E(fc,fb)对应的fb作为最佳带宽参数fbo;

步骤S11,在fc=fco和fb=fbo的条件下,使用Morlet小波函数对监测信号x(t)进行小波变换,得到不同尺度的小波系数;

步骤S12,计算得到的所有不同尺度小波系数的平方包络;

步骤S13,对所述平方包络进行傅里叶变换,得到傅里叶系数即平方包络谱;

步骤S14,计算上述傅里叶系数的负熵SES(ai);

步骤S15,在傅里叶系数负熵SES(ai)的指导下,选择SES(ai)大于设定阈值的尺度ai,得到相应的小波系数;

步骤S16,对得到的小波系数先去噪再重构重复瞬变信号。

2.如权利要求1所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,Morlet小波函数如公式(1)所示;

其中,t表示时间。

3.如权利要求2所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,小波变换如公式(2)所示;

其中,a表示尺度因子,b表示移位因子,*表示复共轭计算;WT(a,b)为得到的不同尺度的小波系数。

4.如权利要求3所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,小波系数的Shannon熵计算公式如公式(3)所示;

其中pi是基于小波系数计算的分布序列。

5.如权利要求4所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,平方包络的计算公式如公式(4)所示;

2

ω(ai,bt)=|WT(ai,bt)|            (4)其中,ai是尺度因子a中的某一个,bt是某一时刻的移位因子。

6.如权利要求5所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,对所述平方包络进行傅里叶变换,得到傅里叶系数即平方包络谱的公式如公式(5)所示;

其中Fs表示采样频率,α表示循环频率,在0~Fs之间;L‑1表示bt的总个数。

7.如权利要求6所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,所述pi的计算公式如公式(6)所示;

8.如权利要求6所述的旋转机械故障诊断中的重复瞬变信号提取方法,其特征在于,计算上述傅里叶系数的负熵SES(ai)的公式如公式(7)所示;