(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111602218.0 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 内蒙古科技大学 地址 014010 内蒙古自治区包头市昆区阿 尔丁大街7号 (72)发明人 李志星　 (74)专利代理 机构 重庆创新专利商标代理有限 公司 50125 代理人 沈红星 (51)Int.Cl. G01M 13/045(2019.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 基于时延欠 阻尼随机共振的轴承故障诊断 方法 (57)摘要 本发明涉及轴承测试技术领域， 具体涉及一 种基于时延欠阻尼随机共振的轴承故障诊断方 法， 包括对轴承参数进行采样， 得到原始信号； 对 原始信号进行预处理， 得到小参数信号； 对小参 数信号进行初始化处理， 得到初始化信号； 将初 始化信号引入四阶龙格 ‑库塔法变步长， 得到信 噪比参数； 基于信噪比参数结合蚁群算法， 获得 最大信噪比参数和最优参数范围； 将满足最优参 数范围的最大信噪比作为最优参数； 将最优参数 引入构建的时延欠阻尼随机共振系统， 得到输出 图像； 对输出图像进行信号分析和故障诊断， 得 到诊断结果， 解决了现有的轴承故障诊断方法无 法检测复杂的信号， 影 响对故障检测的准确性的 问题。 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 CN 114279708 A 2022.04.05 CN 114279708 A 1.一种基于时延欠阻尼随机共 振的轴承故障诊断方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1对轴承参数进行采样， 得到原 始信号； S2对所述原 始信号进行 预处理， 得到小参数信号； S3对所述小参数信号进行初始化处 理， 得到初始化信号； S4将所述初始化信号引入四阶龙格 ‑库塔法变步长， 得到信噪比参数； S5基于所述信噪比参数 结合蚁群算法， 获得最大信噪比参数和最优参数 范围； S6将所述最大信噪比与所述最优参数范围进行比较， 当所述最大信噪比满足所述最优 参数范围时， 将所述 最大信噪比作为 最优参数， 执 行步骤S7， 否则， 执 行步骤S5； S7构建入时延欠阻尼随机共 振系统； S8将所述最优参数引入所述时延欠阻尼随机共 振系统， 得到 输出图像； S9对所述输出图像进行信号分析和故障诊断， 得到诊断结果。 2.如权利要求1所述的基于时延欠阻尼随机共 振的轴承故障诊断方法， 其特 征在于， 所述对轴承参数进行采样， 得到原 始信号的具体方式为： S11采集轴承的节 径、 接触角、 滚珠 数量、 滚珠直径和转频； S12将所述接触角除以所述节径的商乘以所述接触角的余弦值后加1， 得到第一计算结 果； S13将所述滚珠 数量乘以所述 转频后除以2， 得到第二计算结果； S14将所述第 一结果乘以第二计算结果， 得到所述轴承的内圈频率， 将所述内圈频率作 为原始信号。 3.如权利要求1所述的基于时延欠阻尼随机共 振的轴承故障诊断方法， 其特 征在于， 所述对所述原 始信号进行 预处理， 得到小参数信号的具体方式为； S21通过信号调节获取 所述原始信号中的包络信号； S22对所述包络信号进行移频重 定标变换， 得到小参数信号。 4.如权利要求1所述的基于时延欠阻尼随机共 振的轴承故障诊断方法， 其特 征在于， 所述对所述小参数信号进行初始化处 理， 得到初始化信号的具体方式为： S31调节所述小参数信号的初始化范围和间隔， 得到调节参数； S32基于所述调节参数对所述小参数信号进行初始化处 理， 得到初始化信号。 5.如权利要求1所述的基于时延欠阻尼随机共 振的轴承故障诊断方法， 其特 征在于， 所述构建入时延欠阻尼随机共 振系统的具体方式为： S71构建等效时延三稳态 势模型； S72在所述三稳态势模型中引入欠阻尼二阶随机共振模型， 得到时延欠阻尼随机共振 系统。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114279708 A 2基于时延欠阻尼随机 共振的轴承故障诊断方 法 技术领域 [0001]本发明涉及轴承测试技术领域， 尤其涉及 一种基于时延欠阻尼随机共振的轴承故 障诊断方法。 背景技术 [0002]随着装备制造业的发展， 旋转机械在工程应用中发挥着重要作用， 而轴承等旋转 部件的故障会影响设备 的正常运行甚至导致机毁人亡。 因此， 对旋转机械的故障进行诊断 就越来越有必要。 [0003]目前， 通过用时延的方法结合不同的势模型去诊断机械故障或基于神经网络和布 谷鸟搜索算法的自适应欠阻尼随机共 振的方法， 来检测轴承的微弱故障。 [0004]采用上述方式， 仅在时延或欠阻尼方面提出的方法， 可能无法检测更 复杂的信号， 这会影响故障检测的准确性。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种基于时延欠阻尼随机共振的轴承 故障诊断方法， 旨在 解决现有的轴承故障诊断方法无法检测复杂的信号， 影响对故障检测的准确性的问题。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供了一种基于时延欠阻尼随机共振的轴承故障诊断方 法， 包括以下步骤： [0007]S1对轴承参数进行采样， 得到原 始信号； [0008]S2对所述原 始信号进行 预处理， 得到小参数信号； [0009]S3对所述小参数信号进行初始化处 理， 得到初始化信号； [0010]S4将所述初始化信号引入四阶龙格 ‑库塔法变步长， 得到信噪比参数； [0011]S5基于所述信噪比参数 结合蚁群算法， 获得最大信噪比参数和最优参数 范围； [0012]S6将所述最大信噪比与所述最优参数范围进行比较， 当所述最大信噪比满足所述 最优参数范围时， 将所述最大信噪比作为最优参数， 执行步骤S7， 否则， 执行步骤S5， 得出最 优参数； [0013]S7构建入时延欠阻尼随机共 振系统； [0014]S8将所述最优参数引入所述时延欠阻尼随机共 振系统， 得到 输出图像； [0015]S9对所述输出图像进行信号分析和故障诊断， 得到诊断结果。 [0016]其中， 所述对轴承参数进行采样， 得到原 始信号的具体方式为： [0017]S11采集轴承的节 径、 接触角、 滚珠 数量、 滚珠直径和转频； [0018]S12将所述接触角除 以所述节径的商乘以所述接触角的余弦值后加1， 得到第一计 算结果； [0019]S13将所述滚珠 数量乘以所述 转频后除以2， 得到第二计算结果； [0020]S14将所述第一结果乘以第二计算结果， 得到所述轴承的内圈频率， 将所述内圈频 率作为原 始信号。说　明　书 1/7 页 3 CN 114279708 A 3