基于AR双谱与分形盒维数的减压阀故障诊断

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1_4lNo．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．055基于AR双谱与分形盒维数的减压阀故障诊断肖应，刘晓梅(华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021)摘要：通过采集的减压阀正常和故障下的振动信号，求出了时间序列的自回归双谱和分形盒维数。结果表明：不同状态下的双谱谱图和盒维数有明显的区别，利用AR双谱和盒维数可以有效地诊断出减压阀的工作状态。关键词：减压阀；自回归双谱；分形；盒维数；故障诊断中图分类号：TH138．52+1；TH165+

2、．3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)7—195—4FaultDiagnosisofPressureReducingValveBasedonARBispectrumandFractalBoxDimensionXIA0Ying．LIUXiaomei(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，HuaqiaoUniversity，XiamenFujian361021，China)Abstract：ThefractalboxdimensionswerecalculatedandtheARbispectrumwerefig

3、uredoutbyusingthevibrationsignalwithnormalandfaultyofpressurereducingvalvecollected．TheresultsshowthattheARbispectrumandtheboxdimensionsarequitedif-ferentinevidenceunderdiferentconditions．SotheworkingconditionofpressurereducingvalvecanbeefectivelydiagnosedbytheARbispectrumandfraetalboxdimensio

4、n．Keywords：Pressurereducingvalve；ARbispectrum；Fractal；Boxdimension；Faultdiagnosis减压阀是液压系统中不可缺少的部件，它的运行提取故障特征信息；周颉和蔡伟作了应用时间序列状态直接影响系统工作的可靠性。因此，对减压阀进双谱分析的电磁换向阀故障诊断研究。李曙光等作行监测与诊断具有重要的意义。了基于小波包和分形盒维数的滚动轴承故障诊断；刘在液压系统的故障诊断中，由于所测得的故障信晓波等研究了基于分形盒维数的裂纹转子的故障诊号突出表现为非平稳、非高斯、非线性特征，而且这断，并取得了十分显著的成绩。种瞬时信号持续时

5、间很短，常常被正常信号所淹没，针对高阶累积量的AR双谱和分形盒维数都能所以基于快速傅里叶变换(F)为核心的频谱分析对复杂的非线性的系统进行描述。笔者提出一种结法就显得无能为力。而基于高阶累积量的AR双谱和合AR双谱与分形盒维数的减压阀故障诊断方法。时间序列的分形盒维数分析方法都能对复杂的非线性通过对减压阀的同一信号采用两种不同的分析方法的系统进行描述。AR双谱能够很好地处理非高斯信进行分析处理：(1)求出系统正常工作和故障下的号，还能够判别系统是否含有非线性以及非线性的程AR双谱图，并对其进行分析；(2)计算正常工作度。它不同于传统的信号处理方法，它弥补了功率谱和故障下的分形盒维数

6、并分析。综上分析判断出减的不足，利用高阶谱对故障信息的灵敏性可以监测设压阀是否有故障，为系统的监测提供一种简便的方备的运行状态，实现其故障诊断与识别。分形盒维数法。能有效地反映了系统的非线性特性及吸引子的动态程1双谱分析原理度。当系统偏离了正常的工作状态时，该系统的吸引1．1时间序列的高阶累积量子就发生变化，盒维数也随之发生变化，即盒维数往设系统输入信号{a(t)}为一组均值为零的平稳往随着系统状态的改变而改变。因而可以把盒维数作随机信号，(t)为系统的单位脉冲响应函数，且系统为反映系统故障的特征量，通过系统分形盒维数的变输入信号{a(t)}和系统的单位脉冲响应函数h(t)满化判断

7、系统是否出现了故障。足：当前高阶谱和分形盒维数在机械故障诊断中的应+∞(t)=∑h(r)a(t一7-)(1)f=一∞用研究尚处于初级阶段，还不是很成熟。MURRAY+∞Y()=∑(r)a(t—r)+“()(2)和PENMAN⋯对感应电机的振动信号进行双谱分析，收稿日期：2012—03—06基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975098)；2008福建省重大科技专项课题(2008HZ0002．1)作者简介：肖应(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为机电系统设计