一种基于制造技术

本发明专利技术涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于ERK的优化VMD的滚动轴承故障诊断方法


[0001]本专利技术涉及滚动轴承故障诊断方法
，具体涉及一种基于
ERK
的优化
VMD
的滚动轴承故障诊断方法
。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术
、
经济的高速发展，在交通运输
、
航天航空
、
矿业
、
等机械领域，服役的机械部件，如轴承
、
轴等零件长期处于高强度
、
重载
、
高温
、
疲劳等复杂化状态下运作，不可避免的会产生相应的故障，使设备处于异常工作状态，从而导致严重影响
。
滚动轴承是机械设备中常用的机械部件之一，被广泛应用于汽车
、
航天航空
、
机床等各个领域，因此，滚动轴承的健康程度决定了大部分机械设备的运作情况，一旦滚动轴承出现故障，相应的机械设备也会产生一系列不良影响
。
据统计机械设备出现故障的
>30
％是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
ERK
的优化
VMD
的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于：提出以基于元启发式算法的蛇优化算法
(SO)
优化
VMD
的方法，以最小香农熵与峭度比值
(EKR)
为优化目标，寻找最佳
VMD
参数后利用最佳
VMD
参数进行分解与后续的故障诊断，具体可分为以下四部分：第一部分，利用
SO
优化
VMD
以获得优化参数，优化过程如下：为了优化
VMD
，选择
EKR
值为衡量指标，最小
EKR
值对应的
VMD
参数
(
分解层数和惩罚因子
)
为最优
VMD
参数
。
首先，对
VMD
参数和优化算法进行初始化；其次，对滚动轴承振动信号进行
K
层
VMD
分解，分解完成后可获得
K
个固有模态分量；接着，计算
K
个固有模态分量的
EKR
值，并此处最小的
EKR
值和全局最小
EKR
值进行对比，当小于全局
EKR
值时，更新
EKR
和它所对应的
VMD
分解参数
K
和惩罚因子
α
；然后，检查是否满足迭代要求，当未满足时继续下一次迭代，过程同上；最后，即可获得全局最小
EKR
值和它所对应的优化后
VMD
的参数；第二部分，进行信号重构，具体如下：首先，利用优化后的
VMD
参数
(
分解层数
K
和惩罚因子
α
)
对滚动轴承振动信号进行
VMD
分解以获得
K
个固有模态分量；其次，计算每个固有模态分量的
EKR
指标，选择最小的1个或2个
EKR
指标对应的固有模态分量进行重构信号，为后续分析做准备；第三部分，故障特征频率提取，具体如下：首先，利用
TEO
能量算子计算重构信号的能量；其次，对重构信号的能量进行快速傅里叶变换，以获得
TEO
包络谱；第四部分，进行故障分析，具体如下：提取出
TEO
能量谱的特征频率，并与理论故障特征频率进行对比，以判断轴承是否存在故障以及故障类型
。2.
根据权利要求1所述的基于
ERK
的优化
VMD
的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于：香农熵和峭度体现了信号的序列性和分布情况，将两者进行综合，引入了香农熵与峭度比指标
(EKR)
，如下所示：
3.
根据权利要求1所述的基于
ERK
的优化
VMD
的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于：
VMD
首先将固有模态分量
(IMF)
定义为一个由调频和调幅组成的信号，其中第
k
个固有模态分量
u
k
(t)
如下所示：式中：
X(t)
为原始信号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄克，季厚鑫，莫超全，刘家豪，闻泽远，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：