【技术实现步骤摘要】
一种基于稀疏理论的轴承故障诊断方法
本公开属于故障诊断领域，具体涉及一种基于稀疏理论的轴承故障诊断方法。
技术介绍
滚动轴承作为关键零部件在旋转机械中起着重要的作用，其故障直接影响到设备的稳定运行，有时甚至造成设备的损坏停机。由于其工作环境的特殊性，如许多机械设备长期运行在变载、高温等复杂工况下，当轴承部件发生故障时，其振动信号往往表现出非线性、非平稳特征，并且极易受到环境噪声的干扰，降低了振动信号的信噪比，增加了故障特征的提取难度。滚动轴承故障诊断的关键在于从含有谐波及噪声干扰的振动信号中提取出隐藏的故障特征。传统的傅里叶变换等频谱分析方法可以有效地从平稳信号中提取出故障特征，但却不适用于处理非平稳信号，有时甚至会得到错误的分析结果。短时傅里叶变换、小波变换、Wigner-Ville分布等时频分析方法相对于传统的频谱分析，可以同时提取出故障信号在时域与频域的局部信息，更加适用于非平稳信号的分析，因此在故障诊断领域得到广泛应用。稀疏表示作为故障诊断领域近几年来的研究热点之一，由于在信号处理方面优越的性能，受到...
【技术保护点】
1.一种基于稀疏理论的轴承故障诊断方法，包括以下步骤：/nS100：通过经验模态分解将采集到的轴承的原始振动信号X(t)分解成N个本征模式函数，计算出每个本征模式函数c
【技术特征摘要】
1.一种基于稀疏理论的轴承故障诊断方法，包括以下步骤：
S100：通过经验模态分解将采集到的轴承的原始振动信号X(t)分解成N个本征模式函数，计算出每个本征模式函数ci(t)的能占比γi并按照从大到小排序，选取最大能占比对应的本征模式函数作为分析信号x(t)；
S200：利用所述分析信号x(t)提取轴承中由第i阶固有频率fni激起的自由衰减响应xi(t)，通过优化算法从该自由衰减响应xi(t)中提取模态参数；
S300：利用质量-弹簧二阶阻尼系统的脉冲响应函数作为原子模型，将所提取的模态参数集合化形成参数集，将该参数集输入原子模型中，构建稀疏字典；
S400：利用匹配追踪算法结合所构建的稀疏字典求解出重构信号，并对所述重构信号进行包络解调分析形成包络谱，当包络谱中存在轴承的故障特征频率时，即可实现故障诊断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，步骤S100中，所述每个本征模式函数的能占比为：
其中，
ciw(t)表示本征模式函数的振动幅值的大小，W表示信号的长度，N表示本征模式函数的数目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S200中，所述自由衰减响应xi(t)的表达式为：
其中，t表示时间序列，Ai表示幅值，fdi表示第i阶阻尼固有频率，ζi表示相对阻尼比，θi表示相位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阻尼固有频率和相对阻尼比构成所述模态参数。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述阻尼固有频率的表达式为：
其中，Tis表示第S个波峰出现的时刻，Tdi表示阻尼衰减周期，n表示选取的周期数。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述相对阻尼比通过最小二乘拟合进行计算，具体包括如下步骤：
S201：对自由衰减响应xi(t)进行希尔伯特变换并构建解析信号<...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志勃，于金涛，刘一龙，翟智，田绍华，严如强，陈雪峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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