【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于故障检测领域，具体涉及一种基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法。
技术介绍
1、电机是一种实现电能与机械能相互转换的设备，广泛应用于工业和日常生活中。轴承是电机的关键零部件之一，它们支撑着电机转子，确保电机在运行过程中的稳定性和精确性。轴承的性能直接影响着电机的工作效率、噪音水平、温升及其寿命。轴承在长时间的使用过程中可能经受各种形式的损坏，如点蚀、塑性变形、磨损、疲劳剥落、断裂等。轴承的损坏会导致电机产生不正常振动，从而影响电机的性能，甚至会导致电机故障。因此，在电机工作过程中需要对轴承进行故障检测，以确保轴承正常运行。
2、目前，轴承故障检测常采用固定检测间隔或者变检测间隔。固定检测间隔是指每隔一段时间检测轴承健康状态一次。例如每隔一天时间检测轴承健康状态一次。轴承故障检测持续时间一般为几秒或者几分钟。变检测间隔是指根据轴承退化状态来确定检测间隔。变检测间隔一般在轴承退化较轻微时期，采用较大的检测间隔，例如每周进行故障检测一次，而在轴承退化较严重时期，采用较小的检测间隔，例如每小时进行故障检测一次。轴承故障可能发生在轴承使用过程中的任何时期，而非故障检测时期。在此情形下，基于固定检测间隔和变检测间隔的轴承故障检测方法均无法克服故障检测的漏检率。
3、为了克服上述方法的缺点，一些研究人员提议采用连续故障检测的方法，即持续检测轴承故障的方法。从数据获取的角度来看，该方法认为轴承在任何工作时期出现故障的可能性相同，因此采用相同的采样频率持续检测轴承故障。该方法同样忽视了轴承退化的规律性
4、为了克服以上两类故障检测方法的缺点，本专利技术专利公布一种基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法。本专利技术专利公布的方法考虑到轴承的退化规律，自适应地确定电机每转周期内的采样数据点个数，即在轴承退化较轻微时期，采用较大的采样间隔，而在轴承退化较严重时期，采用较小的采样间隔。这里需要说明地是采样间隔不同于上述提到的检测间隔。采样间隔是指每间隔一定时间采集一个数据点，例如转轴每旋转一周采集一个数据点。考虑到轴承的退化规律，本专利技术专利设计了自适应确定采样间隔的故障检测方法。本专利技术专利在确保轴承故障检测可靠性的情况下降低了数据采集量，有效地降低了数据的采集、传输和处理费用，更加适合于一般的工业领域。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对
技术介绍
中指出的问题，本专利技术公开了一种基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，自适应地确定电机转轴每转周期内采集数据点的个数，在确保轴承故障检测可靠性的情况下降低数据采集量，进而有效地降低数据的采集、传输和处理费用。
2、技术方案：本专利技术公开了一种基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，具体包括以下步骤：
3、步骤1：确定振动传感器和转速传感器安装位置、设置检测参数；
4、步骤2：获取n组周期同步单点采样数据y；
5、步骤3：分别计算数据y中n组周期同步单点采样数据的标准差z；
6、步骤4：判断故障是否产生和实现自适应数据获取。
7、进一步地，所述步骤1中确定振动传感器和转速传感器安装位置包括，振动传感器安装在预检测轴承处用于检测轴承的振动信号，转速传感器安装在电机转轴附近用于测量转轴转速。
8、进一步地，所述步骤1中设置检测参数包括，电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0、电机转轴每转周期内同步采样数据点最少个数nmin、电机转轴每转周期内同步采样数据点最多个数nmax、数据采集的电机转轴转数l，阈值x0和x1；电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0根据被检测轴承健康状态而定；当被检测轴承为全新轴承时，将电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0设定为nmin；当被检测轴承健康状态未知时，将电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0设定为(nmin+nmax)/2；电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0、最少个数nmin、最多个数nmax均为整数；当电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0被设定为(nmin+nmax)/2，且(nmin+nmax)/2不为整数时，则将(nmin+nmax)/2四舍五入为整数；阈值x0和x1根据轴承无故障和故障条件下周期同步单点采样数据标准差的统计值来确定；设定阈值x0＝μ0+σ0和x1＝μ1-σ1，其中μ0和σ0分别代表无故障条件下周期同步单点采样数据标准差的均值和标准差，μ1和σ1分别代表故障条件下周期同步单点采样数据标准差的均值和标准差。
9、进一步地，所述步骤2中，根据电机转轴每转周期内同步采样数据点个数n，获取n组周期同步单点采样数据y＝[y1,y2,y3,…,yi,…,yn]，其中，第i组周期同步单点采样数据yi＝[yi,yi+n,yi+2n,…,yi+(l-1)n]；周期同步单点采样数据为在电机转轴每转周期内同步采集单个数据；类似地，周期同步多点采样数据则为在电机转轴每转周期内同步采集多个数据；因此，n组周期同步单点采样数据也可以被看作为一组周期同步多点采样数据。
10、进一步地，所述步骤3中，分别计算数据y中n组周期同步单点采样数据的标准差z＝[s(1),s(2),s(3),…,s(i),…,s(n)]，其中，第i组周期同步单点采样数据的标准差其中，mi为第i组周期同步单点采样数据的均值。
11、进一步地，所述步骤4中，计算n个标准差z的平均值并将标准差的平均值m作为故障指标与阈值进行对比；如果故障指标m小于等于阈值x0，则判定电机轴承为无故障状态，将电机转轴每转周期内同步采样数据点个数n自适应调整为nmin，并返回步骤2继续进行故障检测；如果故障指标m大于阈值x0且小于阈值x1，则无法可靠地判定是否出现故障，此时将电机转轴每转周期内同步采样数据点个数n设置为其中，round()为四舍五入函数，所得结果为整数，并返回步骤2继续进行故障检测；如果故障指标m大于等于阈值x1，则认为电机轴承已出现故障。
12、有益效果：
13、1.本专利技术方法公布了一种基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，克服了现存电机轴承故障实时检测方法的缺点，可以应用于一般的电机故障检测领域。
14、2.本专利技术方法可以自适应地确定电机转轴每转周期内同步采样数据点个数。在保证故障检测可靠性的情况下，降低了数据采集、数据传输和数据处理费用。
15、3、本专利技术方法的计算复杂度较低，可以采用处理速度较低的控制单元，从而降低了控制单元成本。
16、4、本专利技术方法不受电机转速的影响。
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1.基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤1中确定振动传感器和转速传感器安装位置包括，振动传感器安装在预检测轴承处用于检测轴承的振动信号，转速传感器安装在电机转轴附近用于测量转轴转速。
3.根据权利要求2所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤1中设置检测参数包括，电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数N0、电机转轴每转周期内同步采样数据点最少个数Nmin、电机转轴每转周期内同步采样数据点最多个数Nmax、数据采集的电机转轴转数L，阈值X0和X1；电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数N0根据被检测轴承健康状态而定；当被检测轴承为全新轴承时，将电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数N0设定为Nmin；当被检测轴承健康状态未知时，将电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数N0设定为(Nmin+Nmax)/2；电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数N0、最少个数Nmin、最多个数Nmax均为整数；
4.根据权利要求3所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤2中，根据电机转轴每转周期内同步采样数据点个数N，获取N组周期同步单点采样数据Y＝[Y1,Y2,Y3,…,Yi,…,YN]，其中，第i组周期同步单点采样数据Yi＝[yi,yi+N,yi+2N,…,yi+(L-1)N]。
5.根据权利要求4所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤3中，分别计算数据Y中N组周期同步单点采样数据的标准差Z＝[s(1),s(2),s(3),…,s(i),…,s(N)]，其中，第i组周期同步单点采样数据的标准差其中，Mi为第i组周期同步单点采样数据的均值。
6.根据权利要求5所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤4中，计算N个标准差Z的平均值并将标准差的平均值M作为故障指标与阈值进行对比；如果故障指标M小于等于阈值X0，则判定电机轴承为无故障状态，将电机转轴每转周期内同步采样数据点个数N自适应调整为Nmin，并返回步骤2继续进行故障检测；如果故障指标M大于阈值X0且小于阈值X1，则无法可靠地判定是否出现故障，此时将电机转轴每转周期内同步采样数据点个数N设置为并返回步骤2继续进行故障检测；如果故障指标M大于等于阈值X1，则认为电机轴承已出现故障。
...【技术特征摘要】
1.基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤1中确定振动传感器和转速传感器安装位置包括，振动传感器安装在预检测轴承处用于检测轴承的振动信号，转速传感器安装在电机转轴附近用于测量转轴转速。
3.根据权利要求2所述的基于自适应数据获取的电机轴承故障实时检测方法，其特征在于，所述步骤1中设置检测参数包括，电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0、电机转轴每转周期内同步采样数据点最少个数nmin、电机转轴每转周期内同步采样数据点最多个数nmax、数据采集的电机转轴转数l，阈值x0和x1；电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0根据被检测轴承健康状态而定；当被检测轴承为全新轴承时，将电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0设定为nmin；当被检测轴承健康状态未知时，将电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0设定为(nmin+nmax)/2；电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0、最少个数nmin、最多个数nmax均为整数；当电机转轴每转周期内同步采样数据点初始个数n0被设定为(nmin+nmax)/2，且(nmin+nmax)/2不为整数时，则将(nmin+nmax)/2四舍五入为整数；阈值x0和x1根据轴承无故障和故障条件下周期同步单点采样数据标准差的统计值来确定；设定阈值x0＝μ0+σ0和x1＝μ1-σ1，其中μ0和σ0分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳青，蒋威，王旭，仇璟，姜羽，陈彪，戴建国，常绿，赵志国，宋新刚，王程，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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