申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-08-25

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113762112B

主分类号：G06F18/213

分类号：G06F18/213;G06F18/10;G01M13/045

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.12.24#实质审查的生效;2021.12.07#公开

摘要：一种基于奇异向量包络相关峭度的轴承周期冲击特征提取方法，首先对振动加速度信号构造Hankel矩阵，利用奇异值分解得到由奇异值向量和奇异值组成的线性叠加子空间；计算每个右奇异向量的包络相关峭度值，进行降序排序并计算其差分曲线；根据包络相关峭度差分曲线的峰值选择对应的奇异向量进行信号重构和叠加来提取出冲击特征成分；本发明方法克服了多干扰和冲击周期偏差的影响，通过直接对奇异值向量的包络相关峭度分析，能够在强噪声环境下准确地提取出故障冲击特征信号。

主权项：1.一种基于奇异向量包络相关峭度的轴承周期冲击特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：1采集轴承振动的振动加速度信号作为待分析信号xt，t为信号时长；2采用Hankel矩阵构建方法，将待分析信号xt构造成波形矩阵X；3对波形矩阵X进行奇异值分解，得到左奇异向量矩阵U和右奇异向量矩阵V：X＝U∑VT1其中：左奇异向量矩阵U和右奇异向量矩阵V分别为波形矩阵X的左和右奇异向量矩阵；对角矩阵Σ为波形矩阵X的奇异值矩阵，其对角元素等于各分解子空间中信号的方差；4对右奇异向量矩阵V中的每个列向量vt，进行Hilbert包络，对包络信号去除直流分量后计算自相关函数REnvt，为减小无偏估计误差，截取自相关函数得到计算公式如下： 上式中：H表示Hilbert变换，为变换后的向量；为向量的包络，mean表示取均值；τ为自相关函数的时延，T为向量对应的时长；wgnt为截取函数，thigh、tlow为截取时间的上下限；5对每个向量的计算相关峭度，得到包络相关峭度ECK： 其中：Π表示连乘，为截取自相关函数，TR为截取自相关函数的时长，Ta为故障冲击的周期，M为偏移的周期个数，取1～7；6对所有奇异值向量计算的ECK值进行降序排序，并计算差分曲线C＝c1,c2,…,c49，ck＝ECKk-ECKk+1k＝1,2,…,495上式中：ECKk为第k个右奇异向量的包络相关峭度值；7根据差分曲线C的大小，确定其最大峰值对应的奇异值序列号m；8选择前m个右奇异向量进行重构和叠加，提取出待分析信号xt中的冲击特征信号； 其中：ui为左奇异向量矩阵U的列向量，vi为右奇异向量矩阵V的列向量，σi为对应奇异值；提取矩阵Xs的第一行和最后一列得到冲击特征信号。

全文数据：

权利要求：

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