仪器仪表学报

作者：田 晶，高晓岚，陈仁桢，张凤玲，王 志

单位：田 晶,1. 沈阳航空航天大学航空发动机学院，2. 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,,高晓岚,1. 沈阳航空航天大学航空发动机学院，2. 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,,陈仁桢,1. 沈阳航空航天大学航空发动机学院，2. 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,,张凤玲,1. 沈阳航空航天大学航空发动机学院，2. 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,,王 志,1. 沈阳航空航天大学航空发动机学院，2. 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,

关键词：阈值确定;故障预警;滚动轴承;滑动平均滤波;贝塔分布

基金：国家自然科学基金(12172231)、辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC2203042)、沈阳市中青年科技创新人才支持计划(RC220439)项目资助

针对机械系统中轴承故障信号具有非线性、非平稳且伴随较强背景噪声的特点,造成实现轴承故障早期预警困难的问题,提出了一种基于贝塔分布与滤波降噪算法结合的滚动轴承智能预警方法。首先,该方法采用基于贝塔分布的阈值确定方法计算出监测数据的预警阈值区间。然后,采用滑动平均滤波算法对采集的数据进行降噪处理以消除数据监测噪声,同时,对比分析了滑动平均滤波、H-P滤波和形态滤波的降噪效果。最后,将计算出的预警阈值区间与滤波后的数据进行对比,根据监测数据是否超出阈值区间做出预警。本文采用XJTU-SY数据集和轴承实验数据验证算法准确性。结果表明,本文所提出方法能够准确地计算出平稳运行中的滚动轴承的预警阈值区间,并有效地对发生早期故障的轴承做出预警,其中最快的预警反应时间为56.76s,最慢的预警反应时间为778.20s。同时对比分析结果表明,在对原始数据进行滤波降噪处理时,滑动平均滤波降噪效果优于H-P滤波和形态学滤波。

来源：2023年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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