[发明专利]用于齿轮箱设备故障诊断的信号处理方法和装置

权利要求书

1.用于齿轮箱设备故障诊断的信号处理方法，其特征在于，包括：

对获取的离散信号进行冗余提升小波分解，获取当前分解层的细节信号和逼近信号；

对所述细节信号进行奇异谱分析，获取当前分解层的所述细节信号的奇异值；

根据所述当前分解层的所述细节信号的奇异值，计算所述当前分解层的奇异谱斜率；

若所述当前分解层的奇异谱斜率小于预设的阀值，响应于所述逼近信号，对所述离散信号进行更新，重复以上步骤；

否则，获取当前分解层的层数为最优分解层数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离散信号的初始值为一组等间隔采样的离散信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值的计算公式为：

Kthl=21+exp(-e‾1*4)+0.05,]]>

其中e_j1为尺度为i＝1上细节信号的奇异值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述当前分解层的奇异谱斜率小于预设的阀值，响应于所述逼近信号，对所述离散信号进行更新，重复以上步骤；否则，获取当前分解层的层数为最优分解层数，为：

若所述当前分解层的奇异谱斜率小于预设的阀值，则判断所述当前分解层的层数是否小于等于5；

若是，响应于所述逼近信号，对所述离散信号进行更新，重复以上步骤；

否则，获取当前分解层的层数5为最优分解层数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：若所述最优分解层数大于5，则选取5为最优分解层数。

6.如权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述方法之前，还包括：采集齿轮箱工作状态下的声发射信号作为所述离散信号的初始值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采集齿轮箱工作状态下的声发射信号为：将声发射传感器安装在齿轮箱设备需要监测的部位，用以采集齿轮箱工作状态下的声发射信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述需要监测的部位为齿轮箱轴承座处。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法之后，还包括：

根据所述最优分解层数，对采集到的声发射信号利用冗余提升小波分析处理获得信号的时域图和频域图；

通过对所述时域图和频域图的分析判定设备故障情况。

10.一种用于齿轮箱设备故障诊断的信号处理装置，其特征在于，包括：

信号采集单元，用于采集齿轮箱工作状态下的声发射信号；

冗余提升小波分解单元，用于对获取的离散信号进行冗余提升小波分解，获取当前分解层的细节信号和逼近信号；

奇异谱分析单元，用于对所述冗余提升小波分解单元获取的细节信号进行奇异谱分析，获取当前分解层的所述细节信号的奇异值；

奇异谱斜率计算单元，用于根据所述奇异谱分析单元获取的当前分解层的所述细节信号的奇异值，计算获得所述当前分解层的奇异谱斜率；

最优分解层数获取单元，用于判断所述奇异谱斜率计算单元计算获得的所述当前分解层的奇异谱斜率是否小于预设的阀值，若是响应于所述冗余提升小波分解单元获取的当前分解层的所述逼近信号，对所述冗余提升小波分解单元的离散信号进行更新，否则，获取当前分解层的层数与5之间的最小值为最优分解层数；

分析单元，用于根据所述最优分解层数获取单元获取的所述最优分解层数，对所述信号采集单元采集到的所述声发射信号利用冗余提升小波分析处理获得信号的时域图和频域图；

故障诊断单元，用于通过对所述分析单元获得的所述信号的时域图和频域图进行分析处理判定设备故障情况。