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专利号: 2017101923169
申请人: 浙江工业大学之江学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1. 基于频谱核密度函数相关性比较的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:(1) 数据采集

假设齿轮箱有N+1种故障状态,分别记为F0、F1、F2、 、FN,其中 表示零故障的正常状态,F1、F2、 、FN表示齿轮箱的N种典型故障状态;针对齿轮箱在 的故障状态下,其中 取

0、1、2、 、N,利用振动传感器从齿轮箱体上采样 组长度为L的振动数据,其中L取为偶数;

针对齿轮箱

的N+1种故障状态,总共从齿轮箱体上采样 组长度为L的振动数据;

(2) 标准核密度函数计算

对步骤(1)中 故障状态下采样的 组振动数据分别进行FFT计算,得到 副频谱图;

对 副频谱图分别进行预处理,得到 副频率分布直方图;将 副频率分布直方图分别转化为 组整数数据;对 组整数数据分别进行核密度函数估计,得到 个核密度函数;对个核密度函数进行平均化计算,得到齿轮箱故障状态 所对应的标准核密度函数;针对齿轮箱的N+1种故障状态,利用步骤(1)所述的 组振动数据计算得到N+1个标准核密度函数,分别记为SKDF_0、SKDF_1、SKDF_2、 、SKDF_N;

(3) 齿轮箱故障状态诊断

针对齿轮箱在某一未知故障状态下,利用振动传感器从齿轮箱体上采样一组长度为L的振动数据;对该组振动数据进行FFT计算,得到其频谱图;对该频谱图进行预处理,得到其频率分布直方图;将该频率分布直方图转化为一组整数数据;对该组整数数据进行核密度函数估计,得到其核密度函数;计算该核密度函数与步骤(2)中所述的 个标准核密度函数之间的相关系数值;当该核密度函数与第i个标准核密度函数KDF_i之间的相关系数值取最大时,其中i取0、1、2、 、N中的某一个值,则齿轮箱的故障状态诊断为Fi。

2.根据权利要求1所述的基于频谱核密度函数相关性比较的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤(2)与(3)中的频谱图预处理方法为:对于一组长度为L的振动数据 ,其FFT频谱为 ,且频率成份对应幅值 ,在频谱图中,对幅值 作如下计算

其中, 表示频率分布直方图中频率成份 对应的幅值。

3.根据权利要求1所述的基于频谱核密度函数相关性比较的齿轮箱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤(2)与(3)中的频率分布直方图转化为整数数据的方法,包括以下步骤:将频率直方图的各个幅值 同时乘以一个系数 并圆整,得到一个整数值序列 ,其中 表示频率成份 的个数;

将频率分布直方图转化为一组以频率成份 为变量,长度为 的整数数据,该组整数数据表示为。