基于改进变分模态提取的轴承早期故障诊断

作     者：张家军 马萍 彭炫 张宏立 ZHANG Jiajun;MA Ping;PENG Xuan;ZHANG Hongli

作者机构：新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830017 新疆大学工程训练中心乌鲁木齐830017 

出 版 物：《组合机床与自动化加工技术》 (Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique)

年 卷 期：2024年第2期

页      面：146-150页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52065064,52267010) 新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(2022D01E33,2022D01C367) 

主　　题：滚动轴承 谱相干 变分模态提取 早期故障诊断 

摘      要：针对变分模态提取(variational mode extraction,VME)在强背景噪音下初始中心频率难以确定的问题,提出了基于谱相干引导变分模态提取(SC-VME)的滚动轴承故障诊断方法。首先,引入谱相干(spectral coherence,SC)算法对信号进行处理,得到由循环频率和频谱频率构成的双频域,并结合1/3-二叉树滤波器组得到改进包络谱(improved envelope spectrum,IES);然后,以轴承故障特征频率识别的局部特征能量与频带中的IES能量占比为诊断指标,构建诊断性指示图,据此确定VME期望模态的初始中心频率;最后,通过对提取的期望模态进行包络谱分析,实现滚动轴承早期故障诊断。通过仿真和试验信号分析,结果表明所提SC-VME方法准确性更高、用时更短、效果更优。