[实用新型]一种齿轮故障诊断平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及齿轮故障诊断技术领域，特别涉及一种齿轮故障诊断平台。 

背景技术

目前，齿轮故障诊断实验台是用来模拟齿轮故障的实验台，通过对齿轮加载，采集齿轮故障下的故障信号振动分析，建立诊断数据库，为齿轮故障诊断提供有效的依据。振动分析是在齿轮故障实验台上应用各种动态测试仪器采集、记录和分析齿轮中振动部件的振动时频域信号变化。振动分析技术通过对振动部位的时频域分析确定故障产生的部位。振动信号处理主要包括时域分析、频域分析和时频域分析等。 

振动诊断的关键是怎样提取微弱的故障信息并进行故障模式识别。目前振动故障信息特征提取与模式识别方法有主成分分析、多维尺度变换、流形学习、线性判别、贝叶斯分类法、支持向量机等方法。由于齿轮故障的复杂性，通常要求对齿轮多类故障判别。然而，主成分分析等线性降维方法在处理非线性结构数据时效果不佳；非线性降维主要是通过局部保持映射等流形学习方法，这种方法只考虑高维数据的局部和全局结构，没有考虑样本数据点间的类别信息，是非监督分类。这些方法故障分类识别率不够理想。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种齿轮故障诊断平台，提高诊断速度和精确度，提高了故障识别的能力。 

本实用新型通过下述技术方案实现： 

一种齿轮故障诊断平台，包括台架、电机、减速器、联轴器、数据采集卡、转速扭矩传感器、联轴器、加速度传感器、齿轮箱、节油阀、联轴器、磁粉加载器、张力控制器、振动分析仪及计算机；电机输出的轴联接减速器、减速器通过联轴器与转速扭矩传感器连接，转速扭矩传感器与齿轮箱连接，齿轮箱与磁粉加载器连接；所述磁粉加载器与张力控制器连接；所述电机、 转速扭矩传感器、加速度传感器分别与数据采集卡连接，所述数据采集卡与振动分析仪及计算机连接。 

所述电机还设置有调速器，所述齿轮箱还设置有油温传感器。 

一种齿轮故障诊断方法，包括下述步骤： 

1）主成分分析特征提取：数据采集卡在采样频率内，通过加速度传感器采集齿轮箱振动加速度信号，振动分析仪及计算机对该加速度信号分析，使用主成分分析方法的映射矩阵映射到线性子空间，线性子空间表示为：{x₁,x₂,x₃,...,x_m}； 

2）核变换：将{x₁,x₂,x₃,...,x_m}通过核方法变换高维的核空间，并核空间的特征向量进行降维，实现有监督核局部保持映射算法，提取非线性特征，定义Ω是一种非线性映射，将原始样本数据空间R^N映射到高维的核特征空间，Ψ^Ω是变换矩阵，在高维核空间中，使用局部保持映射思想对核空间的映射向量进行特征提取：Z^Ω=(Ψ^Ω)^TΩ(x)，寻找到数据点集合{z₁,z₂,z₃,...z_n}，并使这些数据点在高维非线性核映射空间中满足如下方程：