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专利号: 2020103613084
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1:采集轴承的振动信号f;

步骤2:指定滑动窗长度w;

步骤3:指定变步长分析模块的类别数量M;

步骤4:将振动信号f依据滑动窗长w与变步长分析模块类别数量M分解得到多段变步长分析模块输入信号;

步骤5:对第i个变步长分析模块输入信号进行二阶同步压缩S变换算法分析;

步骤6:对第i个变步长分析模块输入信号进行二阶同步压缩S变换算法分析后依据相应的Rényi熵值计算第i个各变步长分析模块的权重ρi,然后令i=i+1;

步骤7:判断此时的i是否大于M,若大于M,进入步骤8;若不大于M,进入步骤5;

步骤8:将多个变步长模块输出依权重ρi重构得到总信号时频谱图;

步骤9:提取总信号时频谱图内显著故障特征分量,对比理论故障频率判别轴承故障类型。

2.根据权利要求1所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述步骤1具体为:通过加速度传感器采集轴承的振动信号f。

3.根据权利要求1所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述步骤4中根据变步长分析模块类别数量M对步长进行配置的公式为:式中,λi为第i个变步长分析模块的步长;w为滑动窗的宽度。

4.根据权利要求1所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述步骤5中二阶同步压缩S变换的表达式为:式中,gσ(0)为可变高斯窗函数; 为S变换, 为二阶修正瞬时频率估计,δ表示狄拉克分布,γ为预设阈值,η为频率因子,ω为相位因子,t为时间。

5.根据权利要求1所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述步骤6中依据相应的Rényi熵值对权重进行配置的公式为:-1

ρi=[(1-α)(Rα(yi)-μmin[Rα(yi)])]式中,α为所用Rényi熵值的阶数;μ为一个尺度参数,取值范围μ∈[0,1],Rα(yi)为第i个变步长分析模块的输出结果yi的Rényi熵值。

6.根据权利要求5所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述所用Rényi熵值的阶数α为3。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述步骤8中总信号时频谱图的重构公式为:其中,yw[d]为总信号第d个加权滑动窗的输出结果,yi为加权滑动窗内部第i个变步长分析模块的输出结果,w为该加权滑动窗的宽度。

8.根据权利要求7任意一项所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述滑动窗长度w为1000。

9.根据权利要求8任意一项所述的加权滑动窗二阶同步压缩S变换轴承故障诊断方法,其特征在于,所述变步长分析模块的类别数量M为3。