申请/专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所

申请日：2023-11-30

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117874566A

主分类号：G06F18/24

分类号：G06F18/24;G06F18/2131;G06F18/15;G01M13/045

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于分数阶同步提取W变换的轴承故障诊断方法，包括：获得待分析的轴承振动信号的包络解调信号；计算包络解调信号的初始化广义W变换的时频分布结果，获得故障轴承振动信号的优化时频分析结果，基于自适应脊线检测法提取具有最大能量的脊线作为瞬时频率，基于瞬时频率计算分数阶W变换的时频分析结果，再次提取分数阶W变换的时频分布结果中最大能量的新脊线，通过迭代使得相邻两次提取的脊线误差小于设定阈值；重构脊线在时域中的波形，并从时域信号中去除该分量，残余信号作为新的待提取信号进行处理，直至达到提取分量上限；该方法进一步降低噪声干扰，从而获得精确时频分析结果，精确地判断出故障轴承的故障类型。

主权项：1.一种基于分数阶同步提取W变换的轴承故障诊断方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：S1、采集待分析的故障轴承振动信号，所述的故障轴承振动信号作为待提取信号；S2、对所述的待提取信号进行调制获得包络解调信号；S3、计算所述包络解调信号的初始化广义W变换的时频分布结果；S4、基于所述的初始化广义W变换的时频分布结果计算其二阶同步提取算子，并获得故障轴承振动信号的优化时频分析结果；S5、基于自适应脊线检测法从所述优化时频分析结果中提取具有最大能量的脊线，所述最大能量的脊线作为瞬时频率；S6、基于瞬时频率计算瞬时频率对应的主导频率和最优分数阶核，将所述主导频率和最优分数阶核进行整合计算后获得基于该瞬时频率的分数阶同步提取W变换的时频分析结果；S7、再次利用自适应脊线检测法从所述分数阶同步提取W变换的时频分析结果中提取最大能量的新脊线；S8、计算步骤S6所述的瞬时频率对应的脊线与步骤S7提取的新脊线之间的误差，若所述误差大于设定的阈值，则将步骤S7提取的新脊线作为瞬时频率，并返回步骤S6执行，直到迭代至相邻两次提取的脊线的误差小于阈值；S9、基于得到的瞬时频率来重构时域信号，所述时域信号对应为待提取信号中包含的故障成分之一，并从所述的待提取信号中去除所述时域信号，得到的残余信号作为新的待提取信号，并返回步骤S2进行循环处理，直至无法提取出完整且光滑的脊线为止；S10、对提取的所有脊线的重构信号进行叠加，得到时域波形，所述时域波形为时频分析结果，通过观察其时频分析结果进行故障系数计算，从而判断出故障轴承的故障类型。

全文数据：

权利要求：

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