【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械故障诊断，具体涉及一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
1、轴承是各种机械装备的重要组成零件，它被广泛应用于各种机械和设备中，如汽车、电机、精密机床等，主要作用是降低机械的摩擦和磨损，提高机械效率和精度，延长机械的使用寿命，其故障造成的机械停机严重影响企业生产，甚至会造成灾难性事故。
2、循环平稳信号分析是对轴承振动信号分析以实现轴承故障诊断最有效的诊断工具之一，通过分析轴承振动信号的循环平稳特性，可以识别出轴承故障的类型和位置，因此被广为应用。但是循环平稳信号分析受限于机械运转平稳的假设条件，也就是说，其在机械变转速运行的工况下无法适用。因此，如何扩展循环平稳信号分析这一故障诊断工具的适用范围，使其能够为变转速运行工况下的轴承进行故障诊断，进而减少该故障诊断工具的应用限制条件是该领域一大难题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法、装置、设备和存储介质，其目的在于通过高精度解翘曲解决循环平稳信号分析这一故障诊断工具适用范围受限，无法为变转速运行工况下的轴承进行故障诊断的问题，最终实现高准确度轴承故障诊断。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、根据本专利技术的第一方面，提供一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，包括：
4、获取待诊断轴承的原始振动信号；
5、对所述原始振动信号进行滤波相位解调，
6、根据所述时间翘曲函数对所述原始振动信号进行解翘曲，得到解翘曲后的振动信号；
7、利用循环平稳信号分析对所述解翘曲后的振动信号进行分析，得到诊断结果。
8、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述原始振动信号进行滤波相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体为：
9、将所述原始振动信号平方，得到轴承振动能量信号；
10、根据预设的故障特征频率对所述轴承振动能量信号进行频谱搬移，得到搬移后的振动能量信号；
11、对所述搬移后的振动能量信号进行低通滤波，得到低通滤波结果；
12、对所述低通滤波结果进行相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数。
13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述低通滤波结果进行相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体为：
14、将所述低通滤波结果的相位进行解缠绕和尺度变换，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体如下：
15、
16、
17、
18、式中，ψ(t)为时间翘曲函数；为时间翘曲函数的波动分量；arguw[·]表示提取复数的相位并进行解缠绕运算；为低通滤波结果；α0为预设的故障特征频率；y(t)为原始振动信号；y2(t)为轴承振动能量信号；表示卷积预算；hδf(t)为带宽为δf的带通滤波器。
19、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述时间翘曲函数对所述原始振动信号进行解翘曲，得到解翘曲后的振动信号，具体为：
20、计算所述时间翘曲函数的反函数，将所述反函数与所述原始振动信号进行复合映射，得到解翘曲后的振动信号，具体如下：
21、x(t)＝y[ψ-1(t)]
22、式中，x(t)为解翘曲后的振动信号；ψ-1(t)为时间翘曲函数的反函数。
23、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述利用循环平稳信号分析对所述解翘曲后的振动信号进行分析，得到诊断结果，具体为：
24、计算所述解翘曲后的振动信号的谱相干函数；
25、根据所述谱相干函数的谱频率域辨识出故障特征频率，实现故障诊断。
26、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述计算所述解翘曲后的振动信号的谱相干函数，具体为：
27、预设待计算循环频率集合，所述待计算循环频率集合包括若干不同的待计算循环频率；
28、计算所述解翘曲后的振动信号的每个待计算循环频率对应的频移信号；
29、计算每个所述频移信号与所述解翘曲后的振动信号的相干函数。
30、根据本专利技术的第二方面，提供一种基于解翘曲的轴承故障诊断装置，包括：
31、获取模块，用于获取待诊断轴承的原始振动信号；
32、滤波相位解调模块，用于对所述原始振动信号进行滤波相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数；
33、解翘曲模块，用于根据所述时间翘曲函数对所述原始振动信号进行解翘曲，得到解翘曲后的振动信号；
34、分析模块，用于利用循环平稳信号分析对所述解翘曲后的振动信号进行分析，得到诊断结果。
35、根据本专利技术的第三方面，提供一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法的步骤。
36、根据本专利技术的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法的步骤。
37、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
38、本专利技术提供的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，能够扩展循环平稳信号分析这一故障诊断工具适用范围，实现变转速条件下高精度轴承故障诊断。旋转机械的运行转速通常会产生大范围波动，所获取待诊断轴承的原始振动信号通常不能满足经典循环平稳分析这一故障诊断方法对运行转速恒定的前提要求。本专利技术通过对原始振动信号进行滤波相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，进而根据时间翘曲函数对原始振动信号进行解翘曲，得到了解翘曲后的振动信号，通过解翘曲的操作恢复了变转速下轴承振动信号中规则的统计特性，从而能够使用经典循环平稳分析工具进行信号处理，扩展了循环平稳信号分析这一故障诊断工具适用范围，能够在变转速运行工况下进行轴承准确的故障诊断。
39、为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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1.一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述对所述原始振动信号进行滤波相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述对所述低通滤波结果进行相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述时间翘曲函数对所述原始振动信号进行解翘曲，得到解翘曲后的振动信号，具体为：
5.根据权利要求1所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述利用循环平稳信号分析对所述解翘曲后的振动信号进行分析，得到诊断结果，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述计算所述解翘曲后的振动信号的谱相干函数，具体为：
7.一种基于解翘曲的轴承故障诊断装置，其特征在于，包括：
8.一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述对所述原始振动信号进行滤波相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述对所述低通滤波结果进行相位解调，得到原始振动信号的时间翘曲函数，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述时间翘曲函数对所述原始振动信号进行解翘曲，得到解翘曲后的振动信号，具体为：
5.根据权利要求1所述的一种基于解翘曲的轴承故障诊断方法，其特征在于，所述利用循环平稳信号分析对所述解...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙若斌，翟智，陈雪峰，杨志勃，常福城，杜明龙，毛红威，肖策，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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