[发明专利]滚动轴承故障实时监测方法

权利要求书

1.一种滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，包括：

获取滚动轴承的振动信号x_N(n)，并对所述振动信号x_N(n)进行离散傅里叶变换，得到信号频谱X_N(k)；

利用周期图法计算所述信号频谱X_N(k)的循环谱相关密度为

根据所要得到的谱相关密度切片的谱频率、分辨率和采样频率确定平滑窗函数以及平滑点数M，并计算归一化窗函数的傅里叶变换，得到窗函数频谱W_N(f)；

利用所述窗函数频谱W_N(f)对所述循环谱相关密度进行循环谱平滑处理，得到平滑循环谱相关密度

确定分辨率，遍历所述平滑循环谱相关密度并切片；

在循环谱切片中选取谱能量最大的前L个谱向量，并计为模板；

选取所述振动信号x_N(n)之后的N个数据，将其分成K段，计算各段的平滑循环谱相关密度其中j＝1，2，3…K；

将各段平滑循环谱相关密度与模板循环谱相关密度对比，统计在不同谱向量处峰值匹配个数O_i，根据峰值匹配个数O_i进行故障判断。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，所述信号频谱X_N(k)为：

其中，所述振动信号x_N(n)的长度为N，采样频率为1/T_s。

3.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，所述循环谱相关密度为：

其中，其中a为循环频率a＝m/NT_s，m＝1，2，3…，振动信号x_N(n)的长度为N，采样频率为1/T_s。

4.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，所述平滑循环谱相关密度为：

其中，f为频谱率，其分辨率为Δf＝M/NT_s，振动信号x_N(n)的长度为N，采样频率为1/T_s。

5.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，所述确定分辨率，遍历所述平滑循环谱相关密度并切片中：

分辨率为Δa＝1/NT_s，Δf＝M/NT_s，切片为(a，f)。

6.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，所述在循环谱切片中选取谱能量最大的前L个谱向量，并计为模板中：L个谱向量为ρ_i＝(α_i，f_i)，i＝1，2…L。

7.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，峰值匹配个数O_i为：

其中，匹配函数

8.根据权利要求1所述的滚动轴承故障实时监测方法，其特征在于，所述根据峰值匹配个数O_i进行故障判断的方法为：

若ε为设定阈值，则判断故障发生，该段谱向量作为故障特征循环频率。