CN109029987B - 行星齿轮箱齿轮故障检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法及系统,方法包括:对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法及系统,通过经验模态分解与希尔伯特解调技术,能够提取出齿轮故障的频谱特征,从而有效判断齿轮的故障信息,使得能够及时根据故障信息进行相应处理,从而减少物力、财力和人力方面的损失。
Description
技术领域
本发明实施例涉及信号处理技术领域,尤其涉及一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法及系统。
背景技术
齿轮在行星齿轮箱传动系统中是比较关键的工作部件,有着非常重要的作用,同时也是比较容易发生故障的零部件之一。
例如齿轮在运行过程中容易出现磨损、划痕、裂纹,严重时则会发生断齿等故障。据不完全统计,在旋转类机械设备中齿轮发生故障的概率高达60%,它的运行状态是否正常往往直接影响整台机械设备的性能。
当齿轮出现局部损伤或者缺陷时,往往会使设备产生大量噪声以及振动异常等情况,最终可能会使得整个传动系统崩溃,严重时会造成较大的事故,在物力、财力和人力方面造成损失。因此,现在亟需一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法来及时检测出齿轮故障,减少物力、财力和人力方面的损失。
发明内容
为了解决上述问题,本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的行星齿轮箱齿轮故障检测方法及系统。
第一方面本发明实施例提供一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法,包括:
对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;
从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;
对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
第二方面本发明实施例提供了一种行星齿轮箱齿轮故障检测系统,所述行星齿轮箱齿轮故障检测系统包括:
经验模态分解模块,用于对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;
重组模块,用于从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;
检测模块,用于对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
第三方面本发明实施例提供了一种电子设备,包括:
处理器、存储器、通信接口和总线;其中,所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的行星齿轮箱齿轮故障检测方法。
第四方面本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行上述行星齿轮箱齿轮故障检测方法。
本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法及系统,通过经验模态分解与希尔伯特解调技术,能够提取出齿轮故障的频谱特征,从而有效判断齿轮的故障信息,使得能够及时根据故障信息进行相应处理,从而减少物力、财力和人力方面的损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法流程示意图;
图2是本发明实施例提供的齿轮振动信号示意图;
图3是本发明实施例提供的特征频率解调谱示意图;
图4是本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测系统结构示意图;
图5是本发明实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明实施例提供的齿轮是指在行星齿轮箱传动系统中的运转部件,如太阳系运动状况组成的齿轮,一般由太阳齿轮、行星齿轮、环齿轮、行星齿轮架所构成,在齿轮工作时,会产生齿轮振动信号,本发明实施例通过对齿轮振动信号的信号处理分析,来检测齿轮是否发生了故障。
图1是本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法流程示意图,如图1所示,包括:
101、对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;
102、从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;
103、对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
具体的,在步骤101中,齿轮振动信号是本发明实施例在齿轮运行过程中获取的齿轮振动信号,图2是本发明实施例提供的齿轮振动信号示意图,如图2所示,本发明实施例提供的齿轮振动信号一般是时域上的信号,在本发明实施例中,可将该齿轮振动信号记作x(t),表示t时刻所采集到的齿轮振动信号。进一步的,对该齿轮振动信号进行经验模态分解(EMD分解),能够得到齿轮振动信号对应的多个本征模态分量。需要说明的是,EMD分解是指依据数据自身的时间尺度特征来进行信号分解,它能够使复杂信号分解为有限个本征模函数,即本发明实施例中所述的本征模态分量(IMF分量),所分解出的各IMF分量包含了原信号的不同时间尺度的局部特征信号,那么通过EMD分解能够将原始齿轮振动信号分解为若干个IMF分量,具体的数量取决于齿轮振动信号的特性,本发明实施例对此不作具体限定。
在步骤102中,由上述步骤101中分解的多个本征模态分量中本发明实施例进行了合理选取,可以理解的是,用特征较为明显的分量进行检测将会使得检测结果更为准确,并且可以节省算法资源。因此,本发明实施例从所有本征模态分量中选取了预设数量的本征模态分量作为目标分量。具体的数量可根据实际情况进行设置,例如设置成3个、4个或者5个,对此本发明实施例不作具体限定。进一步的,对选取出来的信号本发明实施例对其进行了信号重组,并将重组结果称为重组信号。需要说明的是,信号重组是指对选择出的目标分量进行信号拼接、压缩、归一化等处理后输出一个重组信号。
最后,在步骤103中,本发明实施例对重组信号进行了带通滤波和希尔伯特(Hilbert)解调,输出齿轮的特征频率解调谱,从而根据齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。可以理解的是,通过带通滤波器能够过滤掉无关频段的数据,而只保留本发明实施例预设的检测频段上的数据。检测频段可根据经验进行设置或者是根据频谱图计算得到。希尔伯特解调可以对信号进行希尔伯特变换,从而得到信号的幅值解调和相位解调,并可以利用相位解调求解频率解调,从而获取齿轮的特征频率。最后根据特征频率判断齿轮的故障。
图3是本发明实施例提供的特征频率解调谱示意图,表1是本发明实施例提供的太阳轮故障频率以及行星架转频的部分调制频率。
表1太阳轮故障频率以及行星架转频的部分调制频率
输入转速 | f<sub>s</sub> | f<sub>s</sub>+f<sub>c</sub> | 2f<sub>s</sub>-f<sub>c</sub> | 2f<sub>s</sub> | 2f<sub>s</sub>+f<sub>c</sub> | 3f<sub>s</sub>-f<sub>c</sub> |
8.54r/min | 7.62 | 10.20 | 12.66 | 15.24 | 17.82 | 20.28 |
输入转速 | 3f<sub>s</sub> | 3f<sub>s</sub>+f<sub>c</sub> | 3f<sub>s</sub>+f<sub>c</sub> | 3f<sub>s</sub>+f<sub>c</sub> | 4f<sub>s</sub>+f<sub>c</sub> | 5f<sub>s</sub>-f<sub>c</sub> |
8.54r/min | 22.86 | 25.44 | 27.90 | 30.48 | 32.98 | 35.62 |
表1中,fs是太阳轮故障特征频率,fc是行星架旋转频率,那么将图3标注的频率与表1输入转速8.54r/min下的部分调制频率对照可以看出,解调谱中存在行星架的转频及其2、4倍频和太阳轮故障频率及其2、3、4倍频以及它们的组合,因此可以断定是在该行星齿轮箱中,太阳轮出现了故障。同理,如果采集的故障振动信号为行星齿轮,则最终会得到行星齿轮的故障频率以及倍频与行星架转频的调制频率,可以判断出行星轮出现了故障。
本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法,通过经验模态分解与希尔伯特解调技术,能够提取出齿轮故障的频谱特征,从而有效判断齿轮的故障信息,使得能够及时根据故障信息进行相应处理,从而减少物力、财力和人力方面的损失。
在上述实施例的基础上,所述对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量,包括:
获取所述齿轮振动信号的所有局部极大值点和所有局部极小值点;
基于所述所有局部极大值点和所有局部极小值点,构造所述齿轮振动信号对应的上包络线和下包络线;
基于所述上包络线和所述下包络线,获取均值包络线信号;
基于所述齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数,确定所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量。
由上述实施例的内容可知,本发明实施例采用了EMD分解处理齿轮振动信号,具体的,在应用EMD分解法时,本发明实施例首先从齿轮振动信号中提取所有局部极大值点和所有局部极小值点,即信号波形上的峰值点和谷值点,然后利用三次样条插值法分别连接局部极大值与极小值点,从而构造出齿轮振动信号对应的上包络线和下包络线,在本发明实施例中,分别用u(t)表示上包络线,v(t)表示下包络线。
然后计算上包络线和下包络线的平均值,从而得到均值包络线,即本发明实施例中所述的均值包络线信号,用公式可表示为:
m(t)=(u(t)+v(t))/2,
m(t)即本发明实施例所述的均值包络线信号。
然后用齿轮振动信号减去该均值包络线信号所得的差用函数表示为:
h(t)=x(t)-m(t),
h(t)即本发明实施例中提及的差函数,然后通过判断得到的h(t)是否满足IMF分量的条件,若满足则确定该h(t)是一个本征模态分量,若不满足则将h(t)作为齿轮振动信号重新进行经验模态分解,直至确定出本征模态分量为止。
IMF分量的条件在本发明实施例中是指在整个时间范围内,信号的局部极值点个数和过零点个数之差不超过1个,且在任意时刻,由信号极值所形成的上、下包络线的均值为零,即上、下包络线关于时间轴对称。若同时满足上述两个条件即可判断该差函数能够作为IMF分量。
进一步的,在上述实施例的基础上,所述基于所述振动信号与所述均值包络线信号的差函数,确定所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量,包括:
若所述齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数满足预设条件,则确定所述差函数为所述齿轮振动信号对应的第一本征模态分量;
获取所述齿轮振动信号分离所述第一本征模态分量后的残余信号;
对所述残余信号继续进行经验模态分解,确定所有的本征模态分量。
由上述实施例的内容可知,由齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数能够确定出本征模态分量,本发明实施例将齿轮振动信号第一次确定出的本征模态分量称为第一本征模态向量,用c1(t)的形式表示。可以理解的是,在得到第一本征模态分量后,若还可以继续分解,则可以继续利用EMD分解法获取剩下的本征模态分量。
具体的,本发明实施例会获取齿轮振动信号分离所述第一本征模态分量后的残余信号,本发明实施例将该残余信号记为r(t),若r(t)能够继续分解,则重复提取所有局部极大值点和所有局部极小值点、构造上包络线和下包络线、获取均值包络线信号、计算差函数的过程,确定剩余满足条件的多个本征模态分量,直至残余信号r(t)不能继续分解。
该过程用公式可以表示为:
通过本发明实施例提供的EMD分解法能够确定出齿轮振动信号中的各个IMF分量,为后续提取特征频率提供基础。
在上述实施例的基础上,所述从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,包括:
获取每个本征模态分量的均方根值、峭度以及峰值;
基于每个本征模态分量的均方根值的最大值、峭度的最大值以及峰值的最大值,确定预设数量的目标分量。
由上述实施例的内容可知,本发明实施例需要从多个本征模态分量中确定出预设数量的目标分量。
具体的,被贩卖实施例会分别计算各个本征模态分量的峰值、均方根值和峭度指标,并对每个指标做归一化处理,用公式可以表示为:
ap=E[max|a(t)|],
其中,E[max|a(t)|]为本征模态分量信号a(t)最大值的期望。ap为本征模态分量的峰值。
其中,arms为本征模态分量的均方根值,β为本征模态分量的峭度。
从而可以选择三项指标数值较大的本征模态分量作为目标分量,选择数量可根据实际情况进行设置,本发明实施例对此不作具体限定。
在上述实施例的基础上,所述对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,包括:
对所述重组信号进行幅值谱分析,确定所述重组信号的中心频率和带宽频率;
根据所述重组信号的中心频率和带宽频率,对所述重组信号进行带通滤波,得到滤波后信号;
对所述滤波后信号进行希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱。
由上述实施例的内容可知,本发明实施例会对重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,而带通滤波器的滤波条件需要确定带宽和中心频率才能进行滤波。
本发明实施例提供一种幅值谱分析的方式进行确定。具体的,对重组信号进行傅里叶变换,从而得到相应的频谱图,再将频谱图中幅值最大的频率fmax作为中心频率,优选的,以80-100Hz范围的频率为窄带带宽,如有需求也可进行合理数值上的调整,对此本发明实施例不作具体限定。
从而按照该中心频率和带宽频率,对重组信号进行带通滤波,得到滤波后信号,在本发明实施例中将滤波后信号用xm(t)表示。
再对xm(t)进行希尔伯特解调,最终得到齿轮的特征频率解调谱。
然后对z(t)进行傅里叶变换,从而得到齿轮的故障频谱图。
在上述实施例的基础上,所述根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测,包括:
基于齿轮基本参数,计算齿轮的故障特征频率;
将所述齿轮的故障特征频率与所述齿轮的特征频率解调谱进行比对,确定齿轮的故障原因。
由上述实施例的内容可知,本发明实施例得到了滤波后信号xm(t),然后进行希尔伯特解调,最终得到齿轮的特征频率解调谱。
本发明实施例结合齿轮基本参数来确定齿轮的故障原因,具体的,通过齿轮基本参数可以算出齿轮的故障特征频率。齿轮的故障特征频率主要包括太阳轮的故障特征频率fs、行星齿轮的特征频率fp以及行星架旋转频率fc。然后将齿轮故障频谱图和特征频率进行比对,判断齿轮故障。
行星轮系太阳轮、行星轮以及内齿圈的啮合频率计算方式为:
fm=nZr/60,
其中,n为太阳轮转速,单位:r/min,Zr为内齿圈齿数。
太阳轮故障特征频率的计算方式为:
fs=Nfm/Zs,
其中,N为行星轮个数,Zs为太阳轮齿数。
行星轮故障特征频率的计算方式为:
fp=fm/Zp,
其中,Zp为行星轮齿数。
行星架旋转频率的计算方式为:
将计算得到的齿轮故障频谱图和各个特征频率进行比对,从而判断具体齿轮故障的原因,实现故障检测。
图4是本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测系统结构示意图,如图4所示,所述行星齿轮箱齿轮故障检测系统包括:经验模态分解模块401、重组模块402以及检测模块403,其中:
经验模态分解模块401用于对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;
重组模块402用于从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;
检测模块403用于对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
具体的如何通过经验模态分解模块401、重组模块402以及检测模块403对行星齿轮箱齿轮故障检测可用于执行图1所示的行星齿轮箱齿轮故障检测方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种行星齿轮箱齿轮故障检测系统,通过经验模态分解模块、重组模块以及检测模块,能够提取出齿轮故障的频谱特征,从而有效判断齿轮的故障信息,使得能够及时根据故障信息进行相应处理,从而减少物力、财力和人力方面的损失。
在上述实施例的基础上,所述经验模态分解模块包括:
极值点获取单元,用于获取所述齿轮振动信号的所有局部极大值点和所有局部极小值点;
包络线构造单元,用于基于所述所有局部极大值点和所有局部极小值点,构造所述齿轮振动信号对应的上包络线和下包络线;
均值单元,用于基于所述上包络线和所述下包络线,获取均值包络线信号;
本征模态分量确定单元,用于基于所述齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数,确定所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量。
在上述实施例的基础上,所述本征模态分量确定单元包括:
判断子单元,用于若所述齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数满足预设条件,则确定所述差函数为所述齿轮振动信号对应的第一本征模态分量;
残余信号获取子单元,用于获取所述齿轮振动信号分离所述第一本征模态分量后的残余信号;
确定子单元,用于对所述残余信号继续进行经验模态分解,确定所有的本征模态分量。
在上述实施例的基础上,重组模块包括:
特征值获取单元,用于获取每个本征模态分量的均方根值、峭度以及峰值;
目标分量确定单元,用于基于每个本征模态分量的均方根值的最大值、峭度的最大值以及峰值的最大值,确定预设数量的目标分量。
在上述实施例的基础上,检测模块包括:
幅值谱分析单元,用于对所述重组信号进行幅值谱分析,确定所述重组信号的中心频率和带宽频率;
带通滤波单元,用于根据所述重组信号的中心频率和带宽频率,对所述重组信号进行带通滤波,得到滤波后信号;
希尔伯特解调解调单元,用于对所述滤波后信号进行希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱。
在上述实施例的基础上,所述检测模块还包括:
故障特征频率计算单元,用于基于齿轮基本参数,计算齿轮的故障特征频率;
故障原因确定单元,用于将所述齿轮的故障特征频率与所述齿轮的特征频率解调谱进行比对,确定齿轮的故障原因。
本发明实施例提供一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器,其中:
图5是本发明实施例提供的电子设备的结构框图,参照图5,所述电子设备,包括:处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和总线540,其中,处理器510,通信接口520,存储器530通过总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令,以执行如下方法:对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
本发明实施例公开一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;从所有本征模态分量中确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种行星齿轮箱齿轮故障检测方法,其特征在于,包括:
对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;
获取每个本征模态分量的均方根值、峭度以及峰值;
基于每个本征模态分量的均方根值的最大值、峭度的最大值以及峰值的最大值,确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;
以80-100Hz范围的频率为窄带带宽对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测;
所述对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,包括:
对所述重组信号进行幅值谱分析,确定所述重组信号的中心频率和带宽频率;所述中心频率为对重组信号进行傅里叶变换后得到的频谱图中幅值最大的频率;
根据所述重组信号的中心频率和带宽频率,对所述重组信号进行带通滤波,得到滤波后信号;
对所述滤波后信号进行希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱;
根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测,包括:
基于齿轮基本参数,计算齿轮的故障特征频率;
将计算得到的齿轮的故障特征频率与所述齿轮的特征频率解调谱进行比对,确定齿轮的故障原因。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量,包括:
获取所述齿轮振动信号的所有局部极大值点和所有局部极小值点;
基于所述所有局部极大值点和所有局部极小值点,构造所述齿轮振动信号对应的上包络线和下包络线;
基于所述上包络线和所述下包络线,获取均值包络线信号;
基于所述齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数,确定所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述振动信号与所述均值包络线信号的差函数,确定所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量,包括:
若所述齿轮振动信号与所述均值包络线信号的差函数满足预设条件,则确定所述差函数为所述齿轮振动信号对应的第一本征模态分量;
获取所述齿轮振动信号分离所述第一本征模态分量后的残余信号;
对所述残余信号继续进行经验模态分解,确定所有的本征模态分量。
4.一种行星齿轮箱齿轮故障检测系统,其特征在于,所述行星齿轮箱齿轮故障检测系统包括:
经验模态分解模块,用于对获取的齿轮振动信号进行经验模态分解,得到所述齿轮振动信号对应的多个本征模态分量;
重组模块,用于获取每个本征模态分量的均方根值、峭度以及峰值;基于每个本征模态分量的均方根值的最大值、峭度的最大值以及峰值的最大值,确定预设数量的目标分量,并对所述预设数量的目标分量进行信号重组,得到重组信号;
检测模块,用于以80-100Hz范围的频率为窄带带宽对所述重组信号进行带通滤波和希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱,以根据所述齿轮的特征频率解调谱对齿轮进行故障检测;
所述检测模块,用于:
对所述重组信号进行幅值谱分析,确定所述重组信号的中心频率和带宽频率;所述中心频率为对重组信号进行傅里叶变换后得到的频谱图中幅值最大的频率;
根据所述重组信号的中心频率和带宽频率,对所述重组信号进行带通滤波,得到滤波后信号;
对所述滤波后信号进行希尔伯特解调,得到齿轮的特征频率解调谱;
所述检测模块,用于:
基于齿轮基本参数,计算齿轮的故障特征频率;
将计算得到的齿轮的故障特征频率与所述齿轮的特征频率解调谱进行比对,确定齿轮的故障原因。
5.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至3任一所述的方法。
6.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至3任一项所述的方法。
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