[发明专利]一种列车转向架轴承服役过程监测与故障诊断系统及方法

摘要

本发明公开了一种城市轨道交通车辆转向架轴承服役过程监测与故障诊断系统及方法。该系统包括振动传感器、采集板卡、AD芯片、数字信号处理板卡、诊断服务主机，其中数字信号处理板卡为DSP加FPGA的双处理器架构；在列车的车轴端盖上设置振动传感器，一个转向架共有四个振动传感器。所述振动传感器采集转向架轴承振动信号，经由集成放大、滤波功能电路的采集板卡得到模拟信号，AD芯片对模拟信号采样后得到数字信号，然后将该数字信号输入到数字信号处理板卡的FPGA，FPGA对采集的数字信号进行初步预处理并输入DSP完成预处理，并将结果发送至诊断服务主机进行分析、诊断故障，并对故障进行分级。本发明具有成本低、工程实施性好的优点，能够在线实时监测。

主权项

一种列车转向架轴承服役过程监测与故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对滚动轴承的振动信号x(t)进行奇异值分解消噪，得到消噪后的信号y(t)；步骤2，对消噪后的信号y(t)进行总体平均模式集合经验模分解，得到一系列的本征模态函数IMFn；步骤3，对本征模态函数IMFn进行Hilbert变换得到Hilbert‑Huang谱；步骤4，根据Hilbert‑Huang谱对振动信号进行异常频率检测；步骤5，根据异常频率检测结果，提取振动信号统计状态特征即标准平方和T2和平方预估误差SPE，获得正常及故障状态下的特征向量；步骤6，依据获得的正常及故障状态下的特征向量，利用支持向量机SVM完成正常及故障特征点的分类，获取最佳分类面即安全域边界，提取列车正常运行状态的振动信号，计算出振动信号的特征向量，参考安全域边界判别特征向量是在安全域外还是安全域内，也就是轴承的正常与否，从而进行精细故障诊断。