【CN109883703A】一种基于振动信号相干倒谱分析的风机轴承健康监测诊断方法【专利】.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN109883703A

(43)申请公布日2019.06.14

(21)申请号201910175611.2

(22)申请日2019.03.08

(71)申请人华北电力大学

地址102206北京市昌平区回龙观镇朱辛

庄北农路2号

(72)发明人柳亦兵赵立滕伟刘潇波

(74)专利代理机构北京从真律师事务所11735

代理人程义贵

(51)Int.Cl.

G01M13/045(2019.01)

权利要求书2页说明书4页附图3页

(54)发明名称获取较为精确的轴承健康状况。

一种基于振动信号相干倒谱分析的风机轴

承健康监测诊断方法

(57)摘要

一种基于振动信号相干倒谱分析的风机类

旋转机械设备的轴承健康监测及故障诊断方法，

包括如下步骤：步骤一：在风机等类型旋转机械

设备的轴承座上安装至少两个振动传感器，测量

采集轴承座不同部位的结构振动信号，将信号转

换成数字信号，并进行预处理；步骤二：将每个传

感器测量获得的振动信号分为N个采样点，N为自

然数，计算获得各个部位振动监测信号的自功率

谱和两两之间的互功率谱；步骤三：选取两个传

感器的振动信号x(n)和y(n)，运用步骤二，对该

两个传感器的振动信号进行相干分析，获得相干

函数；步骤四：对步骤三中的两个振动信号的相

A

3干函数进行傅立叶逆变换，获得一个倒频域的新

0

7函数，称为相干倒谱H(n)；步骤五：从相干倒谱

3

8xy

8H(n)中提取若干特征值F，获得不同监测时刻

9

0xyi

1的特征值F(t)做出趋势图；步骤六：根据特征值

Ni

C变化趋势，诊断、预测轴承故障状态。本发明可以

权利要求书

CN109883703A1/2页

1.一种基于振动信号相干倒谱分析的风机类旋转机械设备的轴承健康监测及故障诊

断方法，其特征在于，包括：

步骤一：在风机等类型旋转机械设备的轴承座上安装至少两个振动传感器，测量采集

轴承座不同部位的结构振动信号，将信号转换成数字信号，并进行预处理；

步骤二：将每个传感器测量获得的振动信号分为N个采样点，N为自然数，计算获得各个

部位振动监测信号的自功率谱和之间的互功率谱；

步骤三：选取两个传感器的振动信号x(n)和y(n)，运用步骤二对该两个传感器的振动

信号进行相干分析，获得相干函数；

步骤四：对第三步中的两个振动信号的相干函数进行傅立叶逆变换，获得一个倒频域

的新函数，称为相干倒谱H(n)；

xy

步骤五：从相干倒谱H(n)中提取若干特征值F，获得不同监测时刻的特征值F(t)做出

xyii

趋势图；

步骤六：根据特征值变化趋势，诊断、预测轴承故障状态。

2.根据权利要求1所述的风机类旋转机械设备的轴承健康监测及故障诊断方法，其特

征在于，特征值F为与故障特征频率对应的相干倒谱值。i

3.根据权利要求1所述的风机类旋转机械设备的轴承健康监测及故障诊断方法，其特

征在于，步骤二的自功率谱和互功率谱采用如下计算方式：

设振动信号为有限长数字信号x(n)，采样点数为N，其自功率谱估计计算公式为：

两个采样点