基于Sobel算子和Wigner‑Hough变换的齿轮故障特征提取方法技术

技术编号:14589481 阅读:52 留言:0更新日期:2017-02-08 18:15
本发明专利技术公开了一种基于Sobel算子和Wigner‑Hough变换的齿轮故障特征提取方法,包括如下步骤:(1)输入齿轮故障信号S(t);(2)计算得到齿轮故障信号的Wigner‑Ville分布;(3)步骤(2)得到的Wigner‑Ville分布作为图像,先用Sobel算子进行边缘检测;(4)再通过Hough变换提取故障信号特征。本发明专利技术通过将齿轮故障信号的时频谱看成二维图像,应用图像处理知识进行分析和状态识别,故障诊断效果好,信号检测结果更可靠。

Fault feature extraction method for gear Sobel operator and Wigner based on Hough transform

The invention discloses a method for extracting gear fault feature of Sobel operator and Wigner based on Hough transform, which comprises the following steps: (1) the input gear fault signal S (T); (2) calculated by Wigner Ville distribution gear fault signal; (3) steps (2) the Wigner Ville distribution as an image, using Sobel edge detection operator; (4) through the Hough transform fault signal feature extraction. The invention uses the time-frequency spectrum of the gear fault signal as a two-dimensional image, and applies the knowledge of image processing to analyze and identify the state.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮故障特征检测
,具体涉及一种基于Sobel算子和Wigner-Hough变换的齿轮故障特征提取方法。
技术介绍
时频分析由于同时具有时域和频域的局部化信息,已经成为研究非平稳信号的主要工具,也是当前设备故障诊断中的常用方法,如小波分析、Wigner-Ville分布以及最近发展起来的Hilbert时频谱表示方法等,在设备故障诊断领域得到了广泛研究与应用。把故障信号的时频谱看成二维图像,再将图像处理中的Hough变换应用到故障诊断中来,如基于Wigner-Hough变换的故障特征提取方法也被应用。但是在信噪比较低时,Wigner-Hough变换的时频谱会被噪声淹没,难以完成对信号的特征提取。
技术实现思路
针对上述现有技术中Wigner-Hough变换在低信噪比情况下齿轮故障特征提取困难的不足,本专利技术的目的是提供一种结合Sobel算子和Wigner-Hough变换的齿轮故障特征提取方法。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:基于Sobel算子和Wigner-Hough变换的齿轮故障特征提取方法,包括如下步骤:(1)输入齿轮故障信号S(t);(2)计算得到齿轮故障信号的Wigner-Ville分布;(3)步骤(2)得到的Wigner-Ville分布作为图像,先用Sobel算子进行边缘检测;(4)再通过Hough变换提取故障信号特征。上述Wigner-Ville分布(简称WVD)是应用比较广泛的一种双线性时频分布,对于齿轮故障信号S(t),其Wigner-Ville分布定义为:(公式一)。WVD对单分量线性调频信号具有较好的时频聚集度,但由于WVD是双线性的,在分析多分量信号时,信号之间会出现交叉项,影响对真实信号的检测。故结合Hough变换,将信号处理技术与图像处理技术相结合形成Wigner-Hough变换,则解析信号S(t)的Wigner-Hough变换为:(公式二);然后转化为图1所示的极坐标形式,表达式为(公式三);上式公式三表明,若S(t)是参数为f和g的线性调频信号,则积分值最大;当参数偏离f和g时,积分值迅速减小,因此对一定的线性调频信号,经Wigner-Hough变换后会在对应的参数(f,g)处出现峰值;而交叉项通过积分将被削弱。上述Sobel算子是滤波算子的形式,可以利用快速卷积函数提取图像边缘,简单有效。对于数字图像{f(i,j)本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于Sobel算子和Wigner‑Hough变换的齿轮故障特征提取方法,包括如下步骤:(1)输入齿轮故障信号S(t);(2)计算得到齿轮故障信号的Wigner‑Ville分布;(3)步骤(2)得到的Wigner‑Ville分布作为图像,先用Sobel算子进行边缘检测;(4)再通过Hough变换提取故障信号特征。

【技术特征摘要】
1.基于Sobel算子和Wigner-Hough变换的齿轮故障特征提取方法,包括如下步骤:(1)输入齿轮故障信号S(t);(2)计算得到齿轮故障信号的Wign...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡剑华郭杰荣王先春胡惟文熊锐
申请(专利权)人:湖南文理学院
类型:发明
国别省市:湖南;43

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