一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法，该方法选取形态滤波对信号进行降噪处理，根据振动信号的任意冲击参数而自适应的选择相对应的结构元素，并且针对该冲击只需利用最佳结构元素计算一次，在滤波精确性和运算效率上都有了大幅度的提升。首先，应用转域重采样技术对原始信号进行重采样，得到仍被强噪声淹没的等角域稳态信号；其次，利用变多尺度形态滤波器对重采样信号进行滤波，获取包含故障信息的噪声干扰较小的信号；最后，对滤波信号进行故障特征提取，并和运用重采样提供的采样参数计算得到的可能故障频率进行比对，判断行星齿轮箱故障类型。通过对仿真信号和实验信号分别进行分析，该方法能够有效找出对应故障特征。

【技术实现步骤摘要】
一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法
本专利技术涉及一种变转速行星齿轮箱故障信号角域重采样及信号降噪新方法。该方法避免了角域重采样中的等效误差问题，提高了角域重采样的精度；新提出的变多度尺度形态滤波方法选择了更加适合的结构元素，对冲击信号只计算一次，提高了计算精度和效率。本专利技术提出的方法是一种高精度、高效的行星齿轮箱故障诊断方法。技术背景行星轮系广泛应用于机械传动系统中，无论是简单机械还是复杂装备，小到微机电系统，大到海洋工程装备，其工作状态几乎无处不在，但却又各不相同。由于行星轮系工作环境恶劣，结构复杂，运行过程中时常出现轮齿裂纹、剥落等故障，进而导致系统停机。因此研究行星轮系齿轮损伤故障诊断具有重要意义。对于定转速工况行星齿轮箱，由于受到外负载的变化等因素的影响，齿轮箱输入/出转速会随之发生波动；对于某些特定工况，要求转速必须按照预定设置变化。针对上述工况，应用常规的信号提取、故障机理与建模、信号处理与特征提取方法提取出的特征频率会发生严重的“频率模糊”现象，很难有效的判断故障所在，因此上述方法在处理变工况信号时存在一定的局限性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法，其特征在于：运用转域重采样技术将变转速信号转换为稳态的角域信号；运用变多尺度形态滤波对重采样角域信号进行降噪，并提取出故障特征，判断齿轮箱故障：/n该方法包括以下具体步骤：/n1)计算行星齿轮箱输入轴转速函数方程：/n运用行星齿轮箱输入轴转速脉冲数据拟合出输入轴转频方程，考虑转速变化复杂多变，对脉冲信号进行分段拟合，得到输入轴转频分段函数方程；/n2)计算振动信号重采样最大阶次：/n根据振动信号中包含的故障信息特性计算最大采样阶次，并根据第一步得到的转频方程计算总采样点数；/n3)振动信号转域重采样：/n运用转频拟合方程分别计算出所有重采样点在原始时域信号...

【技术特征摘要】
1.一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法，其特征在于：运用转域重采样技术将变转速信号转换为稳态的角域信号；运用变多尺度形态滤波对重采样角域信号进行降噪，并提取出故障特征，判断齿轮箱故障：
该方法包括以下具体步骤：
1)计算行星齿轮箱输入轴转速函数方程：
运用行星齿轮箱输入轴转速脉冲数据拟合出输入轴转频方程，考虑转速变化复杂多变，对脉冲信号进行分段拟合，得到输入轴转频分段函数方程；
2)计算振动信号重采样最大阶次：
根据振动信号中包含的故障信息特性计算最大采样阶次，并根据第一步得到的转频方程计算总采样点数；
3)振动信号转域重采样：
运用转频拟合方程分别计算出所有重采样点在原始时域信号中的位置，将其提取出并组建成新的重采样信号；
4)采用切比雪夫窗作为变多尺度形态滤波的结构元素建立结构元素尺度库：
5)针对信号情况对重采样信号进行首尾切割：
计算出重采样信号中所有的极值点，并根据极值点分布情况对重采样信号进行首尾切割；
6)对重采样信号中的所有冲击针对其参数调用尺度库中合适的尺度进行形态学滤波：
计算重采样信号中冲击信号的长度作为结构元素尺度的宽度，其峰峰值作为结构元素尺度的长度，在尺度库中调用合适的尺度对重采样信号中的冲击信号进行形态学滤波；
7)计算形态滤波信号的特征频率，判断故障。


2.根据权利要求1所述的一种变转速行星齿轮箱故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1)中，计算得到输入轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玲丽，刘桐桐，王华庆，张超，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11