一种用于编码器信号去噪的奇异值分解方法技术

本发明专利技术提供一种用于编码器信号去噪的奇异值分解方法，用于机械设备的故障诊断和信号处理，其包括以下步骤：S1、读取输出编码器信号并进行高频采样，得到输出轴的角位置测试信号θ(t

【技术实现步骤摘要】
一种用于编码器信号去噪的奇异值分解方法
本专利技术涉及机械设备故障诊断和信号处理分析
，特别涉及一种用于编码器信号去噪的奇异值分解方法。
技术介绍
齿轮箱作为机械设备传动链系统关键设备，其故障是导致设备停机甚至发生严重事故的主要原因。因此，监测齿轮箱健康状态，诊断齿轮箱早期故障已经成为机械故障诊断领域热点之一。现阶段，振动分析为机械设备故障诊断最为有效的途径之一，源于机械设备的状态劣化往往表现为振动信息的变化或异常，但由于现代机械设备更加复杂、更加集成的发展趋势，振动分析方法在齿轮箱故障诊断中存在一定局限性，例如测试信号传递路径长、多成分耦合等难题。因此，寻找新的诊断信息源成为当前机械故障诊断亟需解决的问题。随着现代机械设备的智能化发展趋势，编码器已经被广泛安装于机械系统中用于设备运转速度和位置控制，同时，编码器安装位置通常距离齿轮箱系统较近，因此内置编码器信号中包含丰富的设备运行动态信息，当齿轮箱的齿轮发生故障时，故障齿轮啮合刚度的周期性变化在编码器信号中往往表现为周期瞬变特征。相比于振动分析，基于内置编码器信号的分析方法具有故本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于编码器信号去噪的奇异值分解方法，用于机械设备的故障诊断和信号处理，其特征在于：其包括以下步骤：/nS1：利用编码器数据采集卡读取机械设备传动装置上的输出编码器信号，并对测试得到的信号进行高频采样，得到输出轴的角位置测试信号θ(t

【技术特征摘要】
1.一种用于编码器信号去噪的奇异值分解方法，用于机械设备的故障诊断和信号处理，其特征在于：其包括以下步骤：
S1：利用编码器数据采集卡读取机械设备传动装置上的输出编码器信号，并对测试得到的信号进行高频采样，得到输出轴的角位置测试信号θ(tn)；
S2：将角位置测试信号θ(tn)利用进行二阶差分得到瞬时角加速度信号a(tn)；
S3：对瞬时角加速度信号a(tn)进行时域同步平均得到信号x(n)；
S4：利用S3中一维信号x(n)构造轨迹矩阵H，并进行奇异值分解，得到m个矩阵Hi,再对矩阵Hi进行对角线平均得到瞬时角加速度信号m个的一维信号分量Xi[n]，具体步骤如下：
S41、根据表达式(3)构造S3中一维信号x(n)的轨迹矩阵H，所述表达式(3)为：



其中，N表示信号长度，m表示分解成分数量；
S42、根据表达式(4)对轨迹矩阵H进行奇异值分解，得到m个矩阵Hi，所述表达式(4)为：



其中，ui，分别表示正交矩阵U,VT的列向量与行向量，D表示由奇异值σi构成的对角矩阵；
S43、对矩阵Hi进行对角线平均得到瞬时角加速度信号m个的一维信号分量Xi[n]，所述Xi[n]为：
Xi[n]＝[xi(1),xi(2),…,xi(N)]；
S5：设计构建谐波的归一化比例指标NPH，计算每个信号分量Xi[n]对应的谐波归一化比例NPH，选择具有最大NPH的信号成分作为瞬时角加速度信号中微弱故障成分，根据故障成分中冲击的间隔距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：林京，苗永浩，张博瑶，张辉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11