基于多参数自适应随机共振的电流弱信号提取技术(3)

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第Ｓ期万年红等：基于多参数自适应随机共振的电流弱信号提取技术

图４输入信号频谱图

Ｆｉｇ．４Ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆ

ｉｎｐｕｔ

ｓｉｇｎａｌ

圈５输出信号时域图

Ｆｉｇ．５Ｔｉｍｅｗａｖｅｆｏｒｍｏｆ

ｏｕｔｐｕｔ

ｓｉｇｎａｌ

图６输出信号频谱图

Ｆｉｇ．６Ｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆ

ｏｕｔｐｕｔ

ｓｉｇｎａｌ

通过移频二次采样后，系统输出信号在０．０５５５６Ｈｚ处有一个明显的谱峰。根据频率恢复公式

ｆ＝Ｚ＋尺 Ｙｏ，＝５５＋９０ｘ０．０５５５６＝６０Ｈｚ。这个

结果和电流信号中６０Ｈｚ的微弱特征分量正好相符，说明该方法可以很好地检测电流信号中的微弱故障特征。

设计余弦曲线：

ｚ’（ｆ）＝么’ｃｏｓ（２矽＋≯’），／＝６０

进行拟合。使用免疫算法经过２０代寻优，优化结

果如下：Ａ’０．３８，≯’＝一０．０５，拟合结果如图所示。

图７拟合结果

Ｆｉｇ．７Ｆｉｔｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ

对比发现，拟合曲线可以很好地拟合电流信号中误差

削＝Ｊ宰Ｉ＝ｌ告竽ｌ＝０．慨

误差仅为０．０５，这个误差在故障诊断中是可以接针对电流信号中某些极其微弱的故障特征频率，

参考文献

【１】冷永剧，王太勇，郭焱，等．双稳随机共振参数特性的

研究阴．物理学报，２００７，５６（１）：３０—３５．【２】Ｂｅｎｚｉ＆Ｓｕ妞＇ａ

Ａ，Ｖｕｌｐｉａｎｉ

Ａ．Ｔｈｅ

ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆ

ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ

ｒｅｓｏｎａｎｃｅ［Ｊ］．

Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ

Ｐｈｙｓｉｃｓ

Ａ：

ＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌａｎｄＧｅｎｅｒａｌ，１９８１，１４（１１）：４５３．－４５７。【３】ＢｅｎｚｉＫＰａｄｓｉＧＳｕｔｃｒａ凡ｅｔａ１．Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ

ｒｅｓｏｎａｌｌｃｅ

ｉｎ

ｃｌｉｍａｔｉｃｃｈａｎｇｅ［Ｊ］．Ｔｅｌｌｕｓ，１９８２，３４：．１０－１６．

【４】ＢａｒｔｕｓｓｃｋＫＨ蕴ｎｇ百Ｅ

ＪｕｎｇＥＳｔｏｃｈａｓｔｉｃｒｏｓｏｎａｎｃｏｉｎ

ｏｐｔｉｃａｌ

ｂｉｓｔａｂｌｅ

ｓｙｓ锄［Ｊ】．Ｐｈｙｓｉｃ

Ｒｅｖｉｅｗ

Ｅ，

１９９４，４９（５）：３９３０－３９３９．【５】ＹｅＱＨ，Ｈｕａｎｇ

Ｉ－ＩＮ，Ｈｅ

ＸＹ，ｅｔａ１．Ａ

ｓｔｕｄｙ帆ｔｈｅ

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｉｓｔａｂｌｅｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ

ｒｅｓｏｌｔｓｌｎｃｅ

ｓｙｓｔｅｍｓａｎｄ

ａｄａｐｔｉｖｅｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ

ｒｅｓｏｎａｎｃｅ［Ｃ】．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ，Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ

ＳｙｓｔｅｍｓａｎｄｓｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２００３，１：４８４－４８８．

【６】Ｚｅｎｇ

ＬＺ，Ｘｕ

ＢＨ，Ｌｉ儿．Ｄｙｎａｍｉｃａｌ

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ

ｏｆ

的微弱特征分量。

受的水平。

５小结

本章采用随机共振的方法进行识别。为了消除大参数信号的应用限制，通过调节系统参数和二次采样尺度的方法实现。由于通过人工调节系统参数和二次采样尺度难以产生良好的系统输出，这里采用了免疫算法进行参数优化，便于实用化。为了解决随机共振系统对微弱信号放大程度不一，难以体现输入信号幅值的问题，采用基于余弦拟合的反演方法来估计微弱故障的幅值。最后，通过模拟信号证明该方法能够检测到极其微弱的特征频率，并较准确地估计该故障特征的

幅值。

２３０

振动与冲击

ｗｉｔｈ

２０１２年第Ｓ期

ｓｕｂｄｉｆｆｕｓｉｏｎ

ｉｎ

ｔｈｅｂｉｓｔａｂｌｅ

ｓｙｓｔｅｍａｐｅｒｉｏｄｉｃ

应用研究明．中国机械工程，２００４，１５（２０）：１８４７．１８５２．【１０】林敏，肖艳萍，赵军．基于小波变换和随机共振的微

弱信号检测方法【Ｊ】．传感技术学报．２００６，１９（３）：

６７８．６８１．

ｉ印ｕ埘Ｊ】．ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ气２００７，３６１（６）：４５５－４５９．

【７】Ｇ６ｒａ

ＰＥ

Ａｎ

ｅｘａｃｔｌｙ

ｓｏｌｖａｂｌｅ

ｎｏｎｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌ：

ＣｏｎｓｔｒａｃｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎＧａｕｓｓｉａｎＡ：Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

ｎｏｉｓｅｓ【刀．Ｐｈｙｓｉｃａ

Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ

ａｎｄ

ｉｔｓ

【１１】陈敏，胡茑庆，秦国军，等．参数调节随机共振在机

械系统早期故障检测中的应用叨．机械工程学报，

２００９。４５（４）：１３１．１３５．

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００７，３７８（２）：２０ｌ－２１０．

【８】冷永刚，王太勇．二次采样用于随机共振从强噪声中提

取弱周期信号的数值研究明．物理学报，２００３，５２（１０）：

２４３２．２４３７．

【１２】杨定新，胡茑庆，杨银刚，等．随机共振技术在齿轮

箱故障检测中的应用阴．振动工程学报．２００４，１７（２）：

【９】冷永刚，王太勇。郭焱，等．二次采样随机共振的工程

２０１．２０４．

基于多参数自适应随机共振的电流弱信号提取技术

作者：

作者单位：

万年红， 蒋端， 徐光华， 刘弹， 罗爱玲

万年红(上海宝钢工业技术服务有限公司技术中心,上海201900)， 蒋端,刘弹,罗爱玲(西安交通大学机械工程学院,西安710049)， 徐光华(西安交通大学机械工程学院,西安710049;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安, 710054)

本文链接：/Conference_7978770.aspx

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