利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法，涉及粒子滤波降噪处理以及谱峭度计算。该方法提出了在快速谱峭度的基础上，利用粒子滤波降噪处理提高信噪比，解决了快速谱峭度在低信噪比情况下可行性差的问题。首先建立振动信号的状态方程；然后提取背景噪声，将其与状态方程之和作为观测方程；最后联立状态方程与观测方程建立状态空间模型；采用粒子滤波算法对信号重新估计，得到新的序列即是降噪之后的信号；最后用快速谱峭度的方法，获取最佳分析频带，得出故障频率。本发明专利技术的滚动轴承故障诊断方法，降低故障信号中的噪声干扰，提高信噪比，实现了滚动轴承早期微弱故障的诊断。

【技术实现步骤摘要】
利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法
本专利技术涉及一种利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法，涉及粒子滤波降噪处理以及谱峭度计算。
技术介绍
滚动轴承是机械设备尤其是旋转机械中重要的零部件之一，但是其寿命的随机性较大，容易损坏，目前还无法准确预测其寿命的长短。近年来，科技和工业生产都在快速的发展，机械设备逐渐向高速化、大型化和自动化发展，这在提高生产力的同时对设备的安全维护也提出了更高的要求，在某一环节出现一个微小的问题都将造成不可挽回的巨额损失。鉴于滚动轴承在机械设备中的地位，可以得出滚动轴承能否正常运行工作关系着机械设备乃至生产线的正常运转，因而掌握滚动轴承运行的工作状态以及故障的形成和发展，是目前机械故障诊断领域中所研究的重要课题之一。根据故障诊断技术机理的不同，诊断滚动轴承故障的常用方法有振动分析法、噪声分析法、油样分析法、温度分析法、油膜电阻法、声发射诊断等。这些分析方法中，振动分析法是运用最广泛的一种方法。振动信号包含丰富的设备异常或故障的信息，通过对振动信号的实时在线监测和分析，可以判断机械系统及其部件是否正常运行，并以此确定机械故障产生的原因，判断故障产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于如下步骤：(一)滤波降噪，过程如下：(1)初始化；由先验概率p(x0)产生粒子群所有粒子权值为1/N；(2)更新；在k时刻，更新粒子权值，wki=wk-1ip(zk|xki)=wk-1ip(zk-h(xki)),i=1,2,···N,]]>并且归一化权值则得k时刻未知参数x最小均方估计为：(3)重采样；得到新的粒子集合(4)预测；利用状态方程f预测未知参数(5)时刻k＝k+1，转到步骤(2)；(二)滤波降噪之后，采用快速谱峭度的算法计算得到峭度图，过程如下：(6)构造一个截止频率f...

【技术特征摘要】
1.利用粒子滤波与谱峭度的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于如下步骤：(一)滤波降噪，过程如下：(1)初始化；由先验概率p(x0)产生粒子群所有粒子权值为1/N；(2)更新；在k时刻，更新粒子权值，并且归一化权值则得k时刻未知参数x最小均方估计为：(3)重采样；得到新的粒子集合(4)预测；利用状态方程f预测未知参数(5)时刻k＝k+1，转到步骤(2)；(二)滤波降噪之后，采用快速谱峭度的算法计算得到峭度图，过程如下：(6)构造一个截止频率fc＝1/8+ε的低通滤波器h(n)，其中fs＝1,ε＞0；低通滤波器的截止频率增大ε是为了消除过度带的影响；基于h(n)构造准解析低通滤波器h0(n)和准解析...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏坤，任远杰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21