[发明专利]一种轴承运行状态的主元分析方法

摘要

本发明公开一种轴承运行状态的主元分析方法，采用的技术方案包括滚动轴承，滚动轴承上安装加速度传感器，用于采集滚动轴承运转振动信号，该振动信号为模拟信号，通过采集卡进行数模转换为数字信号，即离散信号，再传输至上位机进行数据处理，通过本发明的轴承运行状态的主元分析方法，可综合各监测量，对系统整体进行分析，有助于系统化看待每一个量，从整体角度出发，较全面对轴承运行状态进行分析。

主权项

一种轴承运行状态的主元分析方法，包括滚动轴承，所述滚动轴承上安装加速度传感器，用于采集滚动轴承运转振动信号，该振动信号为模拟信号，通过采集卡进行数模转换为数字信号，即离散信号，再传输至上位机进行数据处理，数据处理过程包括以下步骤 ：1）所述上位机接收到一组离散信号为，采样点数为，表示当前时刻，为原始监测量，相应得到；2）在当前时刻下对采集行，形成矩阵，为了适用动态系统的变化过程，不仅采集时刻，而且采集、时刻的矩阵，合并形成矩阵，为；3），对该矩阵进行标准化，既，标准化后数据、矩阵仍用、表示，其中为每列的均值，为每列的方差；4）然后求的协方差矩阵，，为求协方差的符号，接着求的特征值和特征向量，因是15阶实对称方阵，所以它的15个特征根都是实数，将其从大到小降序排列为：；5）令，设主元个数为个，对应的特征向量，剩余个特征值对应着的特征向量为，则数据矩阵可分解为：，其中为残差矩阵，这样将测量空间分解为主元子空间（Principal Component Subspace，PCS）和残差子空间（Residual Subspace，RS）；6）确定主元个数，即确定，计算，当达到阈值时确定为主元数，实际使用过程中要远少于；7）通过步骤1）‑6）确定动态主元模型，后续按照步骤1）‑2）采集第个时刻的过程数据向量，计算，式中是得分矩阵的第行，为的对角阵，为矩阵中的前个对角元素所组成的对角矩阵这；8）计算统计量的控制限可以利用分布按下式计算：，式中是自由度为和，显著水平为的分布临界值；9）查看是否有超出控制限，超出控制限说明有异常情况发生，应作进一步的检查。