[发明专利]一种转频自动搜索方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种转频自动搜索方法、系统、设备及存储介质，获取齿轮真实转频所处的频率范围，以及真实转频的各阶高次谐波的频率范围；获取齿轮的振动信号，构建振动信号的幅频特性曲线，在幅频特性曲线中真实转频及其各阶高次谐波的频率范围内作上包络曲线；提取包络曲线中的峰值频率，与真实转频及其各阶高次谐波的频率范围对比，取频率范围内的峰值频率，记录为转频或高次谐波；利用所提取得多个转频或高次谐波，对预估转频进行推断；根据推断的转频，结合传动关系，计算齿轮啮合频率所处的频率范围，并提取啮合频率作为佐证啮合频率；通过佐证啮合频率推断出转频结果，作为搜索得精准转频。实现了转频成分的准确识别。

技术领域

本发明属于机械振动信号处理领域，涉及一种转频自动搜索方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

在汽车、船舶，军用坦克等大型设备中，以齿轮箱为主要结构部件的变速箱是最为关键并且应用最为广泛的一类机械部件。由于这类大型部件结构复杂，工况变化大，很容易引起齿轮发生故障。为避免故障持续发展，造成车毁人亡的灾难性事故，必须实现设备故障的自动诊断。自动诊断的基础是齿轮特征频率成分的自动提取，其前提是准确获取转速信号。工程应用中考虑到经济性和系统复杂性，很多设备往往不附加转速测试系统而是直接以CAN总线交互方式或者电机控制的显示转速中获取转速信号。由于传输滞后和数据读取优先级问题，数据采集系统难以实现振动信号与转速信号的同步采集，导致获取的转速信号与测试的振动数据不匹配。

目前，转频搜索的主要方法有：短时尺度变换法、多级迭代法、经验模态分解法；短时尺度变换法、多级迭代法均可以实现尺寸瞬时转频的提取，但在转速大范围变化时，会在相邻阶次谐波之间产生交叉项，使这两类方法应用受限。经验模态分解法处理振动信号，进而估计瞬时转频，但该方法存在模态混叠、端点效应等问题，处理复杂多分量信号时会产生较大误差，并且计算速度太慢。因此，以上瞬时转频自动搜索算法很难应用于实际。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种转频自动搜索方法、系统、设备及存储介质，实现了转频成分的准确识别，为后续齿轮故障特征频率的准确提取和识别提供了重要信息基础。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种转频自动搜索方法，包括一下过程：

S1，获取齿轮真实转频所处的频率范围，以及真实转频的各阶高次谐波的频率范围；

S2，获取齿轮的振动信号，构建振动信号的幅频特性曲线，在幅频特性曲线中真实转频及其各阶高次谐波的频率范围内作上包络曲线；

S3，提取包络曲线中的峰值频率，与真实转频及其各阶高次谐波的频率范围对比，取频率范围内的峰值频率，记录为转频或高次谐波；

S4，利用所提取得多个转频或高次谐波，对预估转频进行推断；

S5，根据推断的转频，结合传动关系，计算齿轮啮合频率所处的频率范围，并提取啮合频率作为佐证啮合频率；

S6，通过佐证啮合频率推断出转频结果，作为搜索得精准转频。

优选的，S1的具体过程为：根据转向架的最大时间滞后量，以及齿轮箱内的齿轮在服役过程中的最大加速度和转频，推断出真实转频所处的频率范围和各阶高次谐波的频率范围。