PDF《基于最大相关峭度反褶积的轴承故障诊断方法》

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等N提出的最大相关峭度反褶积算 法就是旨在寻找一个O P J 滤波器( ) 使原始序列 % 的相关峭度最大由输出! 恢复输入% 即!国家自然科学基金资助项目 K % $ ! K $ $ M 山西省自然科学基金资助项目 # $ % # $ % % $ &

E % $ 收稿日期 # $ % # E $ % E % $ 修回日期 # $ % # E % $ E % $ %# $ #(# $ ! !# $ # # $ 3A B

8 算法的目的就是突出原始信号中少数 大的脉冲 当原始信号的相关峭度达到最大时 迭代 终止%算法的这一特性可对滚动轴承冲击性故障进 行降噪处理 并更加突出冲击脉冲% 3A B

8 算法中相关峭度的定义为 * +, # -$ # # . #% # $ , /#$ !# 0/ -$ $ # # # . #% ! # # $ $ ,&

% # ! $ 其中) - 为冲击信号的周期&

, 为位移数% , 的值越高 反褶积的脉冲 序 列越多 进而提 高算法的故障检测能力% 算法优化的目标函数为 3A B 8, # -$ #6 , <

(# ) $ # . #% # $ , /#$ ! 0/ - $ # # # . #% ! # $ ,&

% # $ 其中) ) Q% # * 1% 寻找最优滤波器 (# ) $ 使* +, # -$ 最大 即>

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(# ) $ * +, # -$ #$ # K $ 滤波器结果使用矩阵形式表示为 # % # % #%% # # $ F $ $

0 % # , /#$ / - / 其中 # % %

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( ) ,- .3 % 由以上分析可以归纳出 3A B

8 算法步骤如下) % $选择合理的周期-! 位移,与滤波器长度1&

# $计算信号%# $ 的$F$与/-&

!$计算滤波后的输出信号!# $ &

$根据!# $ 计算/ 与&

K $更新滤波器的系数 (# ) $ &

&

$如果滤波前与滤波后信号的 * +, # -$ 小于 给定阈值 则停止递归 否则回到步骤!% : 谱峭度理论

8 R S

4 *提出了谱峭度# D B$ 的方法 将峭度与功 率谱结合 用于克服在实际应用中无法检测信号中 瞬态现象的问题% '

: I +

2 ( + 0对D B 进行了深入的研 究 通过理论分析给出了D B 的正式定义'

#( % 定义 4#

5 $ 为 由信 号6# 5$ 激励的系统响应 则4#

5 $ 可以表示为 4#

5 $ # * &

T 0T

4 #

7 8

9 #

5 7$ >

6# 7$ # &

$ 其中) 9#

5 7$ 为系统的时变传递函数 是信号4#

5 $ 在频率7 处的复包络% 4#

5 $ 的 阶谱累积量的定义为 *

4 # 7$ #:

4 0# : # #

4 # 7$ # M $ 其中) : #

4 #

5 7$ 为# 阶瞬时矩 用于度量复包络能 量 其定义为 : #

4 #

5 7$ # ;

9#

5 7$ >

6# 7$# , - >

7 # 9#

5 7$# :#

6 # N $ 因此 定义谱 峭度 为能 量归一化 的累 积量 表 示为 +4 # 7$ # *

4 # 7$ : # #

4 # 7$ # :

4 # 7$ : # #

4 # 7$ 0# # U $ 理想滤波器组的输出在频率

7 处计算得到的 峭度值即为谱峭度'

K( % 文献'

! ( 提出基于 D F O F 来计算最佳滤波器的 峭度图方法 当所计算的 D B 值达到最大时 对应的

7 和7即为最佳滤波器的中心频率和带宽%文献'

N ( 为了克服峭度图计算费时费力的缺点 提出了 一种快速峭度图的方法 在不降低计算结果精度的 情况下使得计算时间明显减少%笔者使用快速峭度 图来确定检测滤波器的最优参数% 与 的故障诊断方法 : 算法流程 谱峭度理论虽然在旋转机械故障诊断中取得了 很好的效果 但先使用一些预处理方法再进行谱峭 度理论分析 会进一步提高诊断效果 可以更早地诊 断出旋转机械的故障%最小熵反褶积被广泛用来对 信号进行降噪处理 并取得了很好的效果'