一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法技术

本发明专利技术涉及信号去噪技术领域，且公开了一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，包括以下步骤：步骤S1，将实验台的运行工况与轴承参数输入进轴承动力学方程并结合真实设备轴承历史数据，构建滚动轴承数字孪生模型，并生成健康状态下的仿真振动信号；步骤S2，获取少量实测信号对数字孪生模型进行更新；其中，将运行初期少量实时监测数据与生成健康状态下的仿真振动信号相结合。该种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，数字孪生生成高质量仿真数据，首次将数字孪生技术应用于滚动轴承故障信号去噪中，验证了在复杂工业环境下利用数字孪生生成与实际运行高度一致的仿真数据进行信号处理的可行性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号去噪，具体为一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法。

技术介绍

1、在现代制造业中，轴承作为旋转机械的关键组成部分，广泛应用于各类设备和系统中，如汽车发动机、航空航天设备、工业机器人及能源生产装置等，轴承的稳定运行直接影响到整个机械系统的性能、效率和安全性。因此，对轴承进行早期故障诊断，及时发现潜在问题，确保其安全可靠地服役，具有重要的现实意义和经济价值。

2、然而，工厂环境复杂多变，轴承运转过程中产生的振动信号受到多种环境因素的显著影响，首先，各类振动源会引入干扰信号；其次，摩擦等因素会产生噪声，这些影响常导致振动信号的幅值和频率偏离理想状态，给故障检测带来显著挑战。

3、基于此，有必要提出一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，具备能够有效消除早期故障信号的噪声并突出故障特征的优点，解决了
技术介绍
中提出的问题。

2、本专利技术提供如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于：所述步骤S1，结合力学知识构建并求解轴承动力学方程，生成轴承仿真信号；其中，轴承动力学方程为：

3.根据权利要求2所述的一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于：所述M、C和K分别表示系统的总质量、阻尼系数和总接触刚度(系统包括滚子、轴承和轴承底座)；Z为滚动体个数，i为1到Z，和分别为t时刻的x向和y向的外圈振动加速度；Fx和Fy分别为负载分量；(其中1.5代表滚珠轴承的载荷变形)是...

【技术特征摘要】

1.一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于：所述步骤s1，结合力学知识构建并求解轴承动力学方程，生成轴承仿真信号；其中，轴承动力学方程为：

3.根据权利要求2所述的一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于：所述m、c和k分别表示系统的总质量、阻尼系数和总接触刚度(系统包括滚子、轴承和轴承底座)；z为滚动体个数，i为1到z，和分别为t时刻的x向和y向的外圈振动加速度；fx和fy分别为负载分量；(其中1.5代表滚珠轴承的载荷变形)是第i个滚动体与滚道之间的接触变形，具体可以表示为：

4.根据权利要求3所述的一种数字孪生引导的滚动轴承早期故障信号去噪方法，其特征在于：所述x和y为t时刻的x向和y向的外圈振动变形；c为滚动轴承的径向游隙；θi为第i个滚动体在t时刻的角度位置，h0为随故障位置变化而变化的位移激励，当滚动轴承各部件无故障时，h0＝0；λ为滚动体的有效接触系数，可表示为：

5.根据权利要求1所述的一种数...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁思远，谯自健，盖亚楠，王金坡，谢重阳，陈越鹏，林近山，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：