[发明专利]一种基于二阶参数匹配随机共振的电机滚动轴承故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于二阶参数匹配随机共振的电机滚动轴承故障诊断方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一：用振动传感器采集电机滚动轴承的振动信号；

步骤二：采用二阶Duffing-Holmes方程构建二阶参数匹配的随机共振系统模型；

步骤三：将电机滚动轴承振动信号作为输入x，代入二阶参数匹配的随机共振模型，计算随机共振系统势阱函数的参数a和b；

步骤四：初始化阻尼因子γ，并确定γ的范围，同时设置γ的阈值范围[γ_start，γ_end]；

步骤五：计算随机共振系统输出信噪比与输入信噪比之间的比值SNRI；

步骤六：计算SNRI对应的γ值，如果γ没有超过预先设定的阈值范围，则按步长增大势阱函数参数a和b，然后返回步骤五；如果γ超过阈值，则将此γ作为最大的阻尼因子γ_max，再根据γ_max和势阱函数参数a和b的关系，反推出对应的势阱函数参数a和b，并将此参数作为最优的势阱函数参数a_opt和b_opt，对应的模型为最优的随机共振模型，然后进入步骤七；

步骤七：以采集的原振动信号为输入，改进四阶龙格库塔法计算得到经过最优随机共振系统后的输出信号，改进后的龙格库塔法为：

步骤八，对输出信号进行时域和频域分析，提取故障特征，以此判断有无故障和故障种类。

2.根据权利要求1中所述的基于二阶参数匹配随机共振的电机滚动轴承故障诊断方法，其特征在于，步骤五中所提到的计算SNRI参数方法为：随机共振系统输出信号的信噪比和输入信号的信噪比的比值定义为其中SNR_output为输出信号的信噪比，SNR_input为输入信号的信噪比。

3.根据权利要求1中所述的基于二阶参数匹配随机共振的电机滚动轴承故障诊断方法，其特征在于，步骤六中的最大阻尼因子γ_max的确定方法为：设置γ的阈值范围为[γ_start，γ_end]，在不超过阈值的前提下一直迭代更改a，b的值计算SNRI，再由SNRI计算γ，直到γ超过阈值，然后将γ作为系统最大的阻尼因子γ_max，其对应的随机共振系统参数a和b作为最优参数，对应的模型作为最优随机共振模型。