基于非线性多参数的旋转机械故障诊断方法.pdf

第 48卷第 5期 机 械 工 程 学 报 VO1．48 NO．5 2012年 3月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Mat． 20l2 DoI：10．3901／JM E．2012．O5．063 基于非线性多参数的旋转机械故障诊断方法水 王炳成 任朝晖2 闻邦椿 2 (1．深圳大学机电与控制工程学院 深圳 518060； 2．东北大学机械工程与 自动化学院 沈阳 110004) 摘要：应用关联维数、李亚谱诺夫指数等非线性多参数对旋转机械故障诊断进行研究。对所采集的模拟旋转机械振动故障信 号，运用相空间重构理论对其时间序列重构。为使重构相空间能充分地反映系统运动特征，对不同故障信号的时间延迟与嵌 入维数确定问题进行研究，计算出不同故障信号的关联维数、李亚谱诺夫指数、复杂度和近似熵四个非线性特征量。在此基 础上对四个非线性参数进行融合，并定义为非线性度，用这一特征量对故障信号特征进行提取与识别。由于非线性度是关联 维数、李亚谱诺夫指数、复杂度和近似熵多参数的综合，更有利于分析识别故障信号，增强可靠性。研究表明：故障类型不 同，非线性度指数不同，验证了这一非线性特征量是表征不同故障信息的有效参数。此研究为复杂旋转机械故障诊断提供一 种识别方法。 关键词：关联维数 李亚谱诺夫指数 复杂度 近似熵 非线性度 故障诊断 中图分类号：TH17 TP206 FaultDiagnosesM ethodofRotatingM achinesBasedonNonlinear M ulti-p·arameters WANGBingcheng REN Zhaohui W EN Bangchun f1．CollegeofMechanicsandControlEngineering，ShenzhenUniversity,Shenzhen518060； 2．SchoolofMechanicalEngineeringAutomation，NortheastUniversiyt，Shengyang110004) Abstract：Thenonlinearmulti—parametersofthecorrelationdimensionandLyapunovexponentandSOonareappliedintheresearch ofthefaultdiagnosisofrotatingmachines．Byusinghteoryofphasespacereconstruction，simulatingfaultsignalofroattingmachine isreconstructed．Inordertoreconstructthephasespacewhichcanbeadequatelyreflecthtemovementchraacteristicsofthesystem， thetimedelayandembeddingdimensionarediscussedemphatically，thefournonlinearvaluesofcorrelationdimension，Lyapunov exponent，complexity andapproximate entropy are calculated．On thisbasis，four nonlinera praametersraefused，and the chraacteristicqunatitiesofnon—linearity isintroducedforexrtactionandrecong itionofthefaultsignalchraacteristic．Becausethe nonlineariyt isthesynhtesesofmultiparametersofcorrelationdimension，Lyapunovexponent，complexiyt andtheapproximate enrtopy,itwillbemoreconducivetorecongizeandanalyzefault