[发明专利]一种面向多通道的轴承综合指标健康监测方法及系统

权利要求书

1.一种面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1，采集轴承的多通道全生命周期性信号以作为历史数据，并确定各个通道的历史预警点；

S2，依次通过信息熵图提取各个通道信号的有效信号分量；

S3，对提取到的有效信号分量计算负熵和谱负熵后进行加权以得到综合健康指标，得到由各个通道的正常变化到故障的全生命周期指标序列，并采用历史预警点将全生命周期指标序列划分为正常状态指标序列和故障状态指标序列；

S4，各个通道的全生命周期指标序列按步长间隔取定窗长长度的指标序列，依次进行当前序列和上一序列的卡方显著性检验；当显著性P值超过概率阈值时预警，并将得到的故障预警点与历史预警点进行对比，根据对比结果更新窗长和步长；

S5，将现场采集的多通道测试信号逐通道进行有效分量提取及计算指标，并将得到的测试指标插入对应通道的正常状态指标序列和故障状态指标序列中形成测试序列，采用当前的窗长及步长的循环卡方检验获得各个通道新测试序列的预警显著度P值；

S6，将各个通道新测试序列的预警显著度P值作为投票，以得到多通道测试信号决策融合的轴承监测结果。

2.如权利要求1所述的面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于：步骤S2中，利用1/3-二叉树树状滤波器组对信号进行滤波，并依次计算各个层级的滤波复包络信号的负熵和频谱负熵，进而得到有效信号分量。

3.如权利要求2所述的面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于：有效信号分量包括负熵和谱负熵数值以及最大值的复包络分量。

4.如权利要求1所述的面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于：信号通过滤波器组后的傅里叶变换系数迭代式表示为：

其中h(n)为截止频率为的低通滤波器，E＞0，F_s为采样频率，为第k层第i个滤波器后的傅里叶变换系数，也能认为是信号在中心频率f_i＝(i+2^-1)2^-k-1和带宽(Δf)_k＝2^-k-1处的复包络。

5.如权利要求4所述的面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于：负熵ΔI_ε(f_i,Δf)和谱负熵ΔI_E(f_i,Δf)分别表示为：

其中E_c(n；f_i,Δf)为复包络C(n；f_i,Δf)的频域。

6.如权利要求1所述的面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于：所述综合健康指标是计算所有复包络中脉冲稀疏性的极值，以作为权重对有效分量的负熵与谱负熵进行重加权；负熵和谱负熵进行加权得到综合健康指标所采用的计算公式为：

HI＝ρΔI_ε+(1-ρ)ΔI_E

其中ΔI_ε和ΔI_E为有效信号分量的负熵和频谱负熵，ρ＝I_ε,max/I_E,max+I_ε,max，I_ε,max、I_E,max分别是所有复包络中计算得到的负熵极大值和谱负熵极大值。

7.如权利要求1所述的面向多通道的轴承综合指标健康监测方法，其特征在于：卡方显著性检验能称为循环假设检验，当预警还未到来时，即接受卡方检验的原假设，当前序列和上一序列均为正常指标序列，当显著度P值超过概率阈值时预警，即拒绝原假设，当前序列为故障序列，上一序列为正常序列。