利用混沌吸引子阶跃变化现象检测滚动轴承微弱故障

发布时间：2021-01-16 20:51

　　针对现有的基于混沌振子的微弱信号检测方法存在混沌状态判据计算复杂、混沌状态临界点难以精确确定的问题,提出一种基于混沌吸引子形状阶跃变化的微弱信号检测方法。通过分析典型的混沌系统的动力学特性,将吸引子出现阶跃变化作为存在待测频率信号的判断依据,提出自适应选取阈值和自动判断混沌吸引子变化的方法,在此基础上,设计基于混沌吸引子形状阶跃变化的微弱信号检测系统。最终将该系统应用于滚动轴承的早期微弱故障诊断中。研究结果表明:该方法为基于混沌振子的微弱信号检测提供了一种具有新定量判断准则的方法,不仅能够实现自动检测微弱信号频率,提高基于混沌振子的微弱信号检测方法的检测性能,而且在滚动轴承的微弱故障信号检测中易于实现,具有实际应用价值。 

【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(07)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

Duffing振子分岔图f∈[0,1]

Duffing振子x-y相图

式中：1+f cos(ωt+?)为强迫信号。对于Lorenz系统，多数研究设定a=6.4,b=8/3，当0<c<1时，系统稳定于原点；当1<c<24.74时，系统处于不稳定状态；当c>24.74时，系统处于稳定的混沌或周期状态[19]。因此，设定Lorenz系统参数为a=6.4,b=8/3,c=25.4，ω=60 rad/s，考虑输入信号s(t)=0。图3所示为变量x随参数f变化的Lorenz振子局部分岔图。由图3可知：随着参数f的变化，状态变量x的值域发生了几次明显的阶跃性跳变。Lorenz振子x-z相图如图4所示。由图4可知：参数f在临界点f=0.149的前后变化时，Lorenz振子的x-z相图的混沌吸引子形状发生了较明显的变化，Lorenz振子的吸引子的变化同样具有参数敏感性，因此可以将Lorenz振子吸引子的阶跃变化作为待测信号存在同频谐波信号的判断依据。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2981511