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基于时延约束势随机共振的机械故障诊断方法研究

作者：李志星,王光进,鲍慧茹日期：2021-12-22/span> 浏览：1553 查看PDF文档

基于时延约束势随机共振的机械故障诊断方法研究*

李志星1,2,王光进2,鲍慧茹3

(1.北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室,北京 102612;2.内蒙古科技大学

机械工程学院,内蒙古包头 014010;3.包头职业技术学院,内蒙古包头 014030)

摘要:在实际工作环境中,机械设备的有用信号通常很微弱,并会被淹没在强噪声中,导致其故障特征很难被提取出来,针对这一问题,提出了一种基于时延约束势随机共振的机械故障信号检测方法。首先,建立了时延约束势随机共振模型,描述了其势函数的结构和功能特点,从理论上推导了输出信噪比的数学表达式,并研究了系统参数、时延长度和反馈强度对信噪比和噪声强度关系的影响;然后,利用蚁群算法的参数优化能力,实现了随机共振系统的最佳匹配;最后,将提出的方法应用于仿真故障信号和实际滚动轴承的外圈故障信号的诊断实验中,并将结果与双稳态随机共振方法获得的结果进行了对比。研究结果表明:在故障频率为60Hz和143.08Hz时,相比于经典的双稳态随机共振方法,所提出的时延约束势随机共振方法具有更高的频谱峰值,并且其受噪声干扰较小,故障识别效果更明显;该结果可以提高滚动轴承等机械设备的微弱故障诊断能力。

关键词:机械故障诊断;滚动轴承;时延约束势;随机共振;信噪比

中图分类号:TH133.33;TH17文献标识码:A文章编号:1001-4551(2021)10-1238-08

李志星,王光进,鲍慧茹.基于时延约束势随机共振的机械故障诊断方法研究[J].机电工程,2021,38(10):1238-1245.