[发明专利]一种自适应随机共振轴承故障检测方法

权利要求书

1.一种自适应随机共振轴承故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）利用采集系统采集轴承故障信号；

（2）将轴承故障信号经变尺度方法变换为小频率信号；

（3）将步骤2获得的小频率信号作为双稳系统的输入，以信噪比为评价函数，利用人工鱼群算法动态地调节双稳系统参数                                                、，产生随机共振，寻找使信噪比最大时双稳系统参数、的值；

（4）将步骤3优化得到的双稳系统参数、的值设为双稳系统参数，对步骤2处理后的信号做随机共振处理，实现轴承故障信号的检测。

2.根据权利要求1所述的自适应随机共振轴承故障检测方法，其特征是，所述步骤1具体为：将加速度传感器固定在振动台上，采集轴承的振动加速度信号即轴承故障信号。

3.根据权利要求1所述的自适应随机共振轴承故障检测方法，其特征是，所述步骤2具体为：根据频率压缩比定义采样压缩频率，为故障信号的实际采样频率；由压缩采样频率得到数值计算步长，使得轴承故障信号的每一频率成分按频率压缩尺度比线性压缩，从而得到轴承故障信号的特征压缩频率，为故障信号特征频率，使之满足随机共振中小频率信号。

4.根据权利要求1所述的自适应随机共振轴承故障检测方法，其特征是，所述步骤3通过如下子步骤实现：

（3.1）设定人工鱼群算法的参数：鱼群规模M，最大迭代次数N，人工鱼的感知范围Visual，最大移动步长Step，拥挤度因子等参数，终止指标为最优值在N步依旧没有变化，则认为收敛；

（3.2）初始化鱼群：分别确定系统参数、的寻优范围，在该范围内随机生成第代人工鱼群的群体，规模为M，作为初始鱼群；

（3.3）计算初始鱼群中人工鱼个体当前位置的食物浓度值，即评价函数信噪比的值，并比较大小，取为最大值者进入公告板；

（3.4）每条人工鱼分别模拟追尾行为、聚群行为，选择行动后信噪比值较大的行为实际执行，缺省行为方式为觅食行为；

（3.5）每条人工鱼行动一次后，检验自身状态与公告板状态，如果优于公告板，则以自身状态取代之；

（3.6）终止条件判断：判断迭代次数k是否已达到预制的最大值N，若是，执行步骤（3.7），否则转入步骤（3.4）；

（3.7）输出公告板的最优记录，即信噪比达到最大值时对应的双稳系统参数、的值。

5.根据权利要求1所述的自适应随机共振轴承故障检测方法，其特征是，所述步骤（4）具体为：将步骤3优化得到的双稳系统参数、的值设为双稳系统参数，对步骤2处理后的信号做随机共振处理，得到输入信号的时域、频域波形和经过随机共振处理后的输出信号的时域、频域波形；从原始轴承故障信号的时域图中和频域图中无法辨别特征频率，经过随机共振处理后的输出信号频域图中故障频率处存在突出分量，从而实现了轴承故障信号的检测。