1.一种适用于变转速下齿轮故障诊断的正则化稀疏滤波方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)设置不同的齿轮健康状态,通过手动调节变频器控制电机转速在一定范围内随机波动,由此获得变转速工况,并采集不同故障齿轮在变转速工况下的振动信号;
(2)根据L2、L1和L1/2范数对不同特征分布条件下稀疏解的提取效果,选择采用L1/2范数约束稀疏滤波网络的目标函数,建立基于L1/2范数正则化的稀疏滤波网络模型,模型如式(1)所示,其中,W为权值矩阵,M为样本个数, 表示列归一化特征,表示行归一化特征,λ为正则化参数,w为正则化项,C为权值矩阵的行数,R为权值矩阵的列数;
(3)随机选取50%的样本训练L1/2-稀疏滤波网络模型,提取变转速振动信号的波动特征;
(4)将提取的波动特征输入到Softmax分类器中进行样本分类,实现故障诊断。
2.如权利要求1所述的一种适用于变转速下齿轮故障诊断的正则化稀疏滤波方法,其特征在于,步骤(3)中,对L1/2-稀疏滤波网络模型进行训练,包括以下步骤:(3-1)采用固定步长的卷积操作对转速波动的信号样本做逐步取段处理,组成训练样本集,以此学习时变转速信号的波动特征;
(3-2)对训练集进行Z-Score标准化,使之落入一个特定区间,为网络训练提供一个简易的初始环境,即如式(2),其中,μ为均值,σ为方差。
(3-3)将标准化后的训练集输入到L1/2-稀疏滤波模型中训练出权值矩阵W;
(3-4)对样本进行无卷积均匀取段,取段的长度与卷积取段长度相同;
(3-5)采用权值矩阵对无卷积均匀取段的样本进行特征映射,并采用软阈值函数作为网络的激活函数,得到样本的局部波动特征,即如式(3),(3-6)样本的波动特征fi通过使用全局平均池化来组合局部波动特征获得。