基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法技术

技术编号:41797805 阅读:15 留言:0更新日期:2024-06-24 20:21
本发明专利技术公开了一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,包括:根据采集到的故障信号,利用构建好的故障周期估计模型,预测故障的特征频率;通过CKHES模型计算子带信号的权值,获得信号加权矩阵;利用自步学习正则函数,由易到难逐步提出信号中的故障特征;建立加权稀疏表征自步学习计算框架,实现机械结构弱故障特征提取。本发明专利技术不但可以实现机械结构弱故障特征提取,解决了由于背景噪声、谐波、随机冲击等的干扰,在旋转机械故障发生的早期阶段,难以检测到故障特征的技术问题,而且为早期故障特征提取提供了更高的精度,提高了弱故障诊断的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于旋转机械故障诊断领域,具体涉及一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法


技术介绍

1、旋转机械广泛应用于发动机、风机、柴油机等动力装置中,且由于动力装置恶劣的运行工况(低速重载工况、超负荷运转、交变冲击及载荷)导致旋转机械极易发生故障。研究表明轴承、齿轮等旋转部件引发的故障占机械故障总数的四成以上,这一数据说明旋转机械相较于其他部件更易发生故障。因易于磨损,滚动轴承早期缺陷的检测对于制定预防性维修计划,保证设备的安全运行具有重要意义。从滚动轴承测得的振动信号中含有故障信号。由于滚动轴承中的局部故障,会产生周期性脉冲。这些脉冲是由于元件通过局部故障而产生的。对于严重缺陷来说,检测这些周期性脉冲相对容易一些。然而,在缺陷的早期,脉冲的振幅很弱,并且脉冲埋藏在强烈的机械振动中,很难被检测出来。因此,需要一种合适的信号处理方法来提取早期故障特征。

2、基于fft的方法被广泛用于确定频谱中是否存在故障特征。然而,当故障信号较弱时,基于fft的方法无法捕捉到非平稳微弱故障信号的瞬态特征。基于小波变换(wt)和hht的方法在基于能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S1的故障周期估计模型中,考虑前m阶故障冲击成分,提出一种改进的非线性希尔伯特包络谐波乘积谱模型,即为MHEHPS模型,频率对应的最大值即为故障冲击频率,表征为:

3.根据权利要求2所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S1中信号的Hilbert包络谱的获取如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故...

【技术特征摘要】

1.一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤s1的故障周期估计模型中,考虑前m阶故障冲击成分,提出一种改进的非线性希尔伯特包络谐波乘积谱模型,即为mhehps模型,频率对应的最大值即为故障冲击频率,表征为:

3.根据权利要求2所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤s1中信号的hilbert包络谱的获取如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤s2包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤s2具体为:

6.根据权利要求1所述的一种基于加权稀疏表征自步学习的机械结构弱故障诊断方法,其特征在于,所述步骤s3中采用二阶段自步学习正则项以适应弱故障...

【专利技术属性】
技术研发人员:李炳强宋仕洪王俊皓周宏根刘金锋康超陈宇谢阳
申请(专利权)人:江苏科技大学
类型:发明
国别省市:

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