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专利号: 2019113479534
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于该方法包括如下步骤:(1)归一化时间序列;

(2)将归一化后的时间序列映射成1到c类的映射时间序列,c代表映射后的类别数;

(3)将所述映射时间序列进行相空间重构;

(4)找出所有可能的散布模式;

(5)计算每一种实际存在的散步模式概率;

(6)根据香农熵定义得出分数阶散布熵,由分数阶散布熵值变化判断滚动轴承是否发生早期故障。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于所述步骤(1)具体如下:使用正态累积分布函数作为非线性归一化函数,将时间序列x={x1,x2,...,xN}归一化为y={y1,y2,...yN},即:其中N表示数据点长度,σ和μ分别为时间序列x的标准差和平均值,yi从0变化到1。

3.根据权利要求1所述的基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于所述步骤(2)具体如下:通过公式(2)将yi(i=1:N)映射成具有从1到c的整数索引的c类,为此,yi先乘以c再与

0.5相加,round表示将y的每个元素四舍五入到最近整数;

4.根据权利要求1所述的基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于所述步骤(3)具体如下:利用公式(3)计算每个嵌入向量

其中,i=1,2,…,N-(m-1)d,m表示嵌入维数,d是时间延迟。

5.根据权利要求1所述的基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于所述步骤(4)具体如下:令 则时间序列 被映射到散布模式 其中vj∈(1,2,…,c),j=1,2,…,m-1。因为散布模式一共有m个数字组成,每个数字有c种取法,所以一共有cm个散布模式。

6.根据权利要求1所述的基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于所述步骤(5)具体如下:对于cm种可能的散布模式 其中vj∈(1,2,…,c),j=1,2,…,m-1,相应的概率计算如公式(4)所示:

7.根据权利要求1所述的基于分数阶散步熵的滚动轴承早期故障检测方法,其特征在于所述步骤(6)具体如下:由经典的香农熵定义得出分数阶散步熵:Fractional-order dispersion entropy,简称FDE具体如下:其中,Γ(·)和ψ(·)分别表示伽马和双伽马函数,α表示分数阶阶数,当α=0时,FDE即为散布熵。