[发明专利]基于自适应滤波解调的机车轮对轴承定量诊断方法

摘要

本公开揭示了一种基于自适应滤波解调的机车轮对轴承定量诊断方法，包括参数训练和实时诊断两个阶段。其中，参数训练阶段遍历滤波器的长度、步长及频带等三个滤波器参数，通过迭代循环实现故障冲击特征的最优化提取，并自适应确定最佳滤波器参数及最佳包络谱，进而计算故障程度指标FSI，建立故障程度与故障程度指标FSI的对应关系并确定阈值；实时诊断阶段采用参数训练阶段得到的最佳滤波器参数及阈值，对实时采集的轮对轴承信号进行滤波，求解最佳包络谱，并对比当前故障程度指标与阈值的大小关系，实现轮对轴承的故障报警及定量诊断。

主权项

1.一种基于自适应滤波解调的机车轮对轴承定量诊断方法，包括参数训练和实时诊断两个阶段；其中，参数训练阶段包括如下步骤：S11：采集已知故障程度的机车轮对轴承的振动加速度信号x；S12：设定滤波器的长度和步长范围分别为L、L_Δ，以不同滤波器的长度L_i、不同滤波器步长以及不同滤波器频带B_l组成滤波器数组W_i，j，l；将所述振动加速度信号x输入根据所述滤波器数组W_i，j，j确定的带通滤波器中进行滤波，输出信号定义为S_i，j，l；S13：对所述输出信号S_i，j，l进行希尔伯特包络解调，得到包络谱Z_i，j，l；S14：计算所述包络谱Z_i，j，l的噪声指标E_i，j，l，并循环执行步骤S12至步骤S14，直至得到所有包络谱Z_i，j，l的噪声指标E_i，j，l；S15：选取所有噪声指标E_i，j，l中的最小值E_opt，将该最小值所对应的滤波器的滤波器频带B_opt、滤波器长度L_opt、滤波器步长作为最佳滤波器参数，记录为最佳滤波器参数滤波后的振动加速度信号记录为s_opt；S16：对所述最佳滤波器参数滤波后的振动加速度信号s_opt进行希尔伯特解调，获得自适应滤波解调后的最佳包络谱Z_opt；S17：计算步骤S16中所得最佳包络谱Z_opt的故障程度指标FSI；S18：重复步骤S11至S17，对至少三种故障程度的轴承对应的FSI指标进行二次多项式拟合，得到机车轮对轴承实际故障程度与故障程度指标FSI的对应关系，并确定不同故障程度对应的阈值范围；实时诊断阶段包括如下步骤：S21：采集未知故障程度的机车轮对轴承的振动加速度信号y；S22：设置滤波器参数为步骤S15中得到最佳滤波器参数Ω；S23：计算所述最佳滤波器参数Ω滤波后的振动加速度信号y的包络谱Z_y，opt；S24：计算所述包络谱Z_y，opt的故障程度指标FSI_y；S25：根据步骤S18中所设定的故障程度的阈值范围确定机车轮对轴承的故障程度。