1.一种用于齿轮箱冲击故障特征的声学分离和诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:利用传声器接收机械系统观测声信号;
步骤2:对观测声信号进行降噪处理;
步骤3:将降噪信号进行滑窗截取,得到高维信号子空间;
步骤4:对高维信号子空间进行去均值和白化处理,使用盲源分离算法对高维信号子空间进行分离,得到分离信号;
步骤5:根据齿轮相关参数生成参考信号;
步骤6:计算参考信号与分离信号间的相似度,并优选出相似度较高的分离信号作为优选信号;
步骤7:根据优选信号与参考信号之间的相似度计算各优选信号融合时所占权值,并将各优选信号加权融合重构,得到最终结果;
步骤8:分析最终结果频域幅值谱中的故障信息,判断故障特征;
所述步骤2包括以下子步骤:
步骤21:使用小波环移降噪方法对观测信号s(t)进行初步处理,得到初步处理后信号p(t);
步骤22:以初步处理后信号p(t)为先验估计,对其进行卡尔曼滤波处理,获得降噪信号q(t);
步骤3包括以下子步骤:
步骤31:初始化截取长度L;
步骤32:根据截取长度L将对降噪信号q(t)进行滑窗截取,生成高维信号子空间步骤4包括以下子步骤:步骤41:对高维信号子空间 进行去均值和白化处理,减少各高维信号子空间之间的相关性,得到白化数据步骤42:对白化数据 执行高效快速独立分量分析算法,利用高效快速独立分量分析算法的幅值不确定性放大微弱的故障信号,得到分离信号e(t);
步骤6包括以下子步骤:
步骤61:构造参考信号C及各分离信号e(t)的归一化包络谱,参考信号构造公式为:‑αb
C=e sin(2πbfn)
式中,α为幅值参数,b为参考信号的采样长度,fn为载波频率;
步骤62:计算各分离信号e(t)归一化包络谱与参考信号C归一化包络谱之间的匹配度d,匹配度计算公式为:式中,x1k、x2k具体指两个需要用于测量匹配度的信号,在本专利中代表各分离信号e(t)的归一化包络谱与参考信号C的归一化包络谱,无先后顺序之分,n为采样长度;
步骤63:设置手动阈值R,优选出di>R的分离信号作为优选信号ki(t);
步骤7包括以下子步骤:
步骤71:根据优选出的各分离信号ki(t)归一化包络谱匹配度di的大小,计算各优选信号ki(t)在重构信号时所占的权值Wi,其计算公式为:其中, 为di的平均值;
步骤72:将赋予权值Wi的各优选分离信号ki(t)进行融合重构,获得最终结果Y(t),其计算方法为: