采用SAX-LZC参数的轴承实时特征提取方法

发布时间：2021-11-06 06:49

　　针对轴承振动实时状态监控的需要,从符号动力学角度提出了符号聚合近似与Lempel-ziv复杂度（SAXLZC）融合的振动监控参数。首先,以Logistic映射和Duffing方程为对象,从理论角度验证了SAX-LZC对动力学结构表征的准确性,并验证了该指标的抗噪能力和计算效率;其次,将SAX-LZC指标与信息熵、样本熵、多分段Lempel-ziv复杂度等动力学参数性能进行了综合对比;最后,从实验角度对轴承早期微弱异常进行了监测,并对轴承典型故障进行了特征提取。理论研究结果表明,SAX-LZC具有动力学结构表征准确、抗噪能力好、计算高效简洁等优点,克服了常规动力学参数工程应用能力弱的问题。实验研究结果表明,SAX-LZC对早期微弱异常有准确的监测,对不同种类故障具有较好的区分度,弥补了时域和频域对轴承微弱故障表征能力不足的缺陷,是一种轴承振动实时状态监控与故障特征提取的有效参数。 

【文章来源】：振动.测试与诊断. 2020,40(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

SAX原理

图2(a）可知，在a∈[3.5,4.0]区间内，Logistic映射随着参数a的变化经历稳定不动点→不稳定不动点→周期→混沌4个不同的演化阶段。由图2(b）可知，Lyapunov指数突降的位置和宽度与图2(a）周期不动点窗口位置及宽度相同。当Lyapunov指数小于0时，系统处于周期稳定状态；大于0时处于混沌状态。由图2(c）可知，Lyapunov指数小于0的区间内SAX-LZC数值较低，说明系统周期性较强；Lyapunov指数大于0的区间SAX-LZC数值较高，该区间内系统处于非周期态；在整个区间内SAX-LZC和Lyapunov指数保持高度相似的变化规律，两条曲线相关系数为92.95%。Logistic映射是一种较为简单的非线性动力系统，Duffing系统具有更加复杂与丰富的动力学行为，因此以Duffing方程为对象进一步验证。

由图3可知，Duffing方程在外激励f取值下表现出了周期态、倍周期分叉、混沌态。由图4可知，SAX-LZC和Lyapunov指数表现出了高度相似的变化规律，两条曲线相关系数为94.18%。图4 Dufifng方程的动力学结构度量

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3479383