針對軸承振動實時狀態(tài)監(jiān)控的需要,從符號動力學(xué)角度提出了符號聚合近似與Lempel-ziv復(fù)雜度（SAXLZC）融合的振動監(jiān)控參數(shù)。首先,以Logistic映射和Duffing方程為對象,從理論角度驗證了SAX-LZC對動力學(xué)結(jié)構(gòu)表征的準(zhǔn)確性,并驗證了該指標(biāo)的抗噪能力和計算效率;其次,將SAX-LZC指標(biāo)與信息熵、樣本熵、多分段Lempel-ziv復(fù)雜度等動力學(xué)參數(shù)性能進行了綜合對比;最后,從實驗角度對軸承早期微弱異常進行了監(jiān)測,并對軸承典型故障進行了特征提取。理論研究結(jié)果表明,SAX-LZC具有動力學(xué)結(jié)構(gòu)表征準(zhǔn)確、抗噪能力好、計算高效簡潔等優(yōu)點,克服了常規(guī)動力學(xué)參數(shù)工程應(yīng)用能力弱的問題。實驗研究結(jié)果表明,SAX-LZC對早期微弱異常有準(zhǔn)確的監(jiān)測,對不同種類故障具有較好的區(qū)分度,彌補了時域和頻域?qū)S承微弱故障表征能力不足的缺陷,是一種軸承振動實時狀態(tài)監(jiān)控與故障特征提取的有效參數(shù)。 

【文章來源】：振動.測試與診斷. 2020,40(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

SAX原理

圖2(a）可知，在a∈[3.5,4.0]區(qū)間內(nèi)，Logistic映射隨著參數(shù)a的變化經(jīng)歷穩(wěn)定不動點→不穩(wěn)定不動點→周期→混沌4個不同的演化階段。由圖2(b）可知，Lyapunov指數(shù)突降的位置和寬度與圖2(a）周期不動點窗口位置及寬度相同。當(dāng)Lyapunov指數(shù)小于0時，系統(tǒng)處于周期穩(wěn)定狀態(tài)；大于0時處于混沌狀態(tài)。由圖2(c）可知，Lyapunov指數(shù)小于0的區(qū)間內(nèi)SAX-LZC數(shù)值較低，說明系統(tǒng)周期性較強；Lyapunov指數(shù)大于0的區(qū)間SAX-LZC數(shù)值較高，該區(qū)間內(nèi)系統(tǒng)處于非周期態(tài)；在整個區(qū)間內(nèi)SAX-LZC和Lyapunov指數(shù)保持高度相似的變化規(guī)律，兩條曲線相關(guān)系數(shù)為92.95%。Logistic映射是一種較為簡單的非線性動力系統(tǒng)，Duffing系統(tǒng)具有更加復(fù)雜與豐富的動力學(xué)行為，因此以Duffing方程為對象進一步驗證。

由圖3可知，Duffing方程在外激勵f取值下表現(xiàn)出了周期態(tài)、倍周期分叉、混沌態(tài)。由圖4可知，SAX-LZC和Lyapunov指數(shù)表現(xiàn)出了高度相似的變化規(guī)律，兩條曲線相關(guān)系數(shù)為94.18%。圖4 Dufifng方程的動力學(xué)結(jié)構(gòu)度量

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3479383