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CN111929074A - 车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置 - Google Patents

车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置 Download PDF

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Publication number
CN111929074A
CN111929074A CN202010838458.XA CN202010838458A CN111929074A CN 111929074 A CN111929074 A CN 111929074A CN 202010838458 A CN202010838458 A CN 202010838458A CN 111929074 A CN111929074 A CN 111929074A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
fault
vehicle
resonance
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010838458.XA
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English (en)
Inventor
邓一文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jingwei Hirain Tech Co Ltd
Original Assignee
Beijing Jingwei Hirain Tech Co Ltd
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Publication date
Application filed by Beijing Jingwei Hirain Tech Co Ltd filed Critical Beijing Jingwei Hirain Tech Co Ltd
Priority to CN202010838458.XA priority Critical patent/CN111929074A/zh
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提供了一种车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置,方法包括利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到共振解调信号;根据预设的干扰信号频率,对共振解调信号中的干扰信号进行滤除;根据滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子与预设的冲击性阈值的关系,确定车辆机械旋转部件是否存在振动冲击,存在振动冲击则对滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号;最后根据预设的各个部件的故障特征频率,对频率信号进行分析,确定故障部件。通过滤除干扰信号,提高了故障诊断的准确性;根据共振解调信号的峰值因子与预设的冲击性阈值的关系,确定车辆机械旋转部件是否存在振动冲击,减少了大量不必要的检测。

Description

车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆领域,更具体地说,涉及车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置。
背景技术
在车辆为社会生活提供便利的同时,其自身机械旋转部件的故障问题也是重要的安全隐患。车辆的机械旋转部件包括轴承和齿轮等。目前,对机械旋转部件的故障判别,是由驾驶员依照既有的异常情况进行故障的识别和判断。这种故障判别方式,在前期没有明显的伴随异常现象产生时,无法进行识别;且无法准确判定故障位置。
发明内容
有鉴于此,本发明提出一种车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置,欲实现对故障位置进行及时检测和识别,提高行车安全。
为了实现上述目的,现提出的方案如下:
第一方面,提供一种车辆机械旋转部件故障诊断方法,包括:
利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号;
根据预设的干扰信号频率,对所述共振解调信号中的干扰信号进行滤除;
计算得到滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子;
判断所述峰值因子是否大于预设的冲击性阈值,若是,则确定所述车辆机械旋转部件存在冲击;
在判断出所述车辆旋转部件存在冲击后,对所述滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号;
根据预设的各个部件的故障特征频率,对所述频率信号进行分析,确定故障部件。
可选的,在所述根据预设的各个部件的故障特征频率,对所述频率信号进行分析,确定故障部件的步骤后,还包括:
获取所述故障部件所在轴的直径以及转速;
检测得到所述故障部件的振动信号的包络线的峰值幅度;
将所述直径、所述转速和所述峰值幅度代入故障冲击公式,得到故障冲击分贝值,所述故障冲击公式为:
Figure BDA0002640546510000021
其中,SV为包络线的峰值幅度,n为故障部件所在轴的转速,D为故障部件所在轴的直径,A为故障冲击分贝值;
根据所述故障冲击分贝值,确定所述故障部件的故障级别。
可选的,在根据所述故障冲击分贝值,确定所述故障部件的故障级别的步骤后,还包括:
对当前确定的所述故障部件的故障级别以及之前连续多次确定的所述故障部件的故障级别进行统计分析,确定对应的处理过程。
可选的,在所述利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号的步骤前,还包括:
根据车辆的车速,确定对所述车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率。
可选的,所述利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号,具体包括:
对所述车辆机械旋转部件的振动信号进行增益处理,得到放大后的振动信号;
将所述放大后的振动信号输入谐振器,得到所述谐振器输出的共振信号;
利用绝对值检波和包络检波技术,将所述共振信号解调为低频率的共振解调信号;
利用低通滤波器滤除所述低频率的共振解调信号中的高频信号,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号。
第二方面,提供一种车辆机械旋转部件故障诊断装置,包括:
共振解调单元,用于利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号;
干扰信号滤除单元,用于根据预设的干扰信号频率,对所述共振解调信号中的干扰信号进行滤除;
峰值因子计算单元,用于计算得到滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子;
冲击初级检测单元,用于判断所述峰值因子是否大于预设的冲击性阈值,若是,则确定所述车辆机械旋转部件存在冲击;
时频转换单元,用于在判断出所述车辆旋转部件存在冲击后,对所述滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号;
故障冲击谱线识别单元,用于根据预设的各个部件的故障特征频率,对所述频率信号进行分析,确定故障部件。
可选的,所述车辆机械旋转部件故障诊断装置,还包括:
第一参数获取单元,用于获取所述故障部件所在轴的直径以及转速;
第二参数获取单元,用于检测得到所述故障部件的振动信号的包络线的峰值幅度;
故障冲击精密诊断单元,用于将所述直径、所述转速和所述峰值幅度代入故障冲击公式,得到故障冲击分贝值,所述故障冲击公式为:
Figure BDA0002640546510000031
其中,SV为包络线的峰值幅度,n为故障部件所在轴的转速,D为故障部件所在轴的直径,A为故障冲击分贝值;
故障级别确定单元,用于根据所述故障冲击分贝值,确定所述故障部件的故障级别。
可选的,所述车辆机械旋转部件故障诊断装置,还包括:
综合报警决策分析模块,用于对当前确定的所述故障部件的故障级别以及之前连续多次确定的所述故障部件的故障级别进行统计分析,确定对应的处理过程。
可选的,所述车辆机械旋转部件故障诊断装置,还包括:
采样频率确定单元,用于根据车辆的车速,确定对所述车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率。
可选的,所述共振解调单元,具体包括:
放大单元,用于对所述车辆机械旋转部件的振动信号进行增益处理,得到放大后的振动信号;
共振单元,用于将所述放大后的振动信号输入谐振器,得到所述谐振器输出的共振信号;
检波单元,用于利用绝对值检波和包络检波技术,将所述共振信号解调为低频率的共振解调信号;
高频信号滤除单元,用于利用低通滤波器滤除所述低频率的共振解调信号中的高频信号,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
上述技术方案提供的一种车辆机械旋转部件故障诊断方法及装置,方法包括利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到车辆机械旋转部件的共振解调信号;根据预设的干扰信号频率,对共振解调信号中的干扰信号进行滤除;根据滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子与预设的冲击性阈值的关系,确定车辆机械旋转部件是否存在振动冲击,并在判断出车辆旋转部件存在振动冲击后,对滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号;最后根据预设的各个部件的故障特征频率,对频率信号进行分析,确定故障部件。利用共振解调技术对微弱信号提取,实现了对故障位置的及时检测和识别,提高了行车安全。且通过滤除干扰信号,提高了故障诊断的准确性;以及根据滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子与预设的冲击性阈值的关系,确定车辆机械旋转部件是否存在振动冲击,减少了大量不必要的检测。
进一步的,结合故障冲击公式,计算得到了故障冲击分贝值,实现了对故障冲击的量化。
又进一步的,通过对车辆机械旋转部件连续多次的故障级别进行统计分析,减少了故障误报。
又进一步的,根据车辆的车速,确定对车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率,可以有效地滤除不相干的振动干扰。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种车辆机械旋转部件故障诊断方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的谐振器频率特性示意图;
图3为本发明实施例提供的共振解调原理图;
图4为本发明实施例提供的一种共振解调方法的流程图;
图5为本发明实施例提供的一种车辆机械旋转部件故障诊断装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
车辆机械旋转部件包括轴承和齿轮等。将加速度传感器安装于需要监测的车辆机械旋转部件附近,用于采集需要监测的车辆机械旋转部件的纵向加速度信号,即车辆机械旋转部件的振动信号。在车速大于预设的车速阈值时,再执行本发明提供的车辆机械旋转部件故障诊断方法,以提高诊断效率。参见图1,为本发明的实施例提供的一种车辆机械旋转部件故障诊断方法,该方法可应用于车载T-BOX(Telematics BOX,远程信息处理器),当然,也可以应用于车辆设置的整车控制器或其他行车电脑等具有数据处理能力的控制器;在某些情况下,还可以应用于网络侧的服务器。参见图1,该方法可以包括以下步骤:
S11:利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到车辆机械旋转部件的共振解调信号。
车辆机械旋转部件发生机械故障时,振动信号是刚性金属振动信号,是非常微弱的周期性信号,其湮没在强大的车辆振动和电气噪声中。本发明利用共振解调技术将其提取出来。利用安装在车辆机械旋转部件发生故障时的振动信号可以传递到达的位置的加速度传感器,检测该振动信号在机械内部辐射的纵波,加速度传感器检测输出的电信号激发电子电路的广义共振,从而实现对微弱的故障冲击信号的检测和采集。
共振解调技术是设置一个谐振频率远远高于常规振动的谐振器,去吸收和重新分配振动信号的能量。常规的、不危害机器安全的振动信号是柔和的,不含有谐振器的频带所能吸收的能量,谐振器没有与之相关的输出;而故障冲击不论多么小,也含有比低频振动丰富的多的高频能量,其冲击能够激发谐振器发生共振。
谐振器本质上是一个二阶高Q值带通滤波器,它放大中心频率附近的信号,过滤其它频率的信号,表现出与机械共振相似的频率特性。在一个具体实施例中,将两个二阶高Q值带通滤波器串联起来,就得到所需的四阶谐振器。两个谐振器的频率特性如图2所示。其中线1为第一级谐振器的频率特性,线2为第二级谐振器的频率特性。
在本发明中,按照车辆旋转部件的运行环境设计谐振器的谐振频率。具体的,设计的谐振器的谐振频率,与具体车型以及具体的机械部件参数相关。比如某个轴承,车A和车B都运行10KM/H时,车A的轴承转1圈/S,车B的轴承转100圈/S;那么轴承上出现一个坑造成的冲击频率,车A是1Hz,车B是100Hz。那么针对该轴承,对于车A,谐振器的谐振频率可以设置为1-100Hz,对于车B,谐振器的谐振频率可以设置为100-1000Hz。
S12:根据预设的干扰信号频率,对共振解调信号中的干扰信号进行滤除。
车辆运行时受自身的振动及其它电干扰信号的影响,车辆机械旋转部件的振动信号在经过传感器采集、传输、共振解调过程中会发生一定的改变,甚至真实的故障冲击信息会被其它振动信号淹没掉。执行步骤S12,结合相应的干扰特征,对共振解调信号中的干扰信号进行滤除,提高故障诊断的准确性。
S13:计算得到滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子。
峰值因子是信号峰值与有效值的比值,代表的是峰值在波形中的极端程度。
S14:判断峰值因子是否大于预设的冲击性阈值,若是,则确定车辆机械旋转部件存在冲击。
在多数情况下,采集的振动信号是没有振动冲击的,若对无振动冲击的振动信号也进行诊断,将浪费大量不必要的巡检时间,因此,在诊断的开始阶段,执行步骤S13和S14,利用振动信号的峰值检测是否存在振动冲击,使在线故障诊断更具有实效性。
S15:在判断出车辆旋转部件存在振动冲击后,对滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号。
具体的,可以采用FFT(fast Fourier transform,快速傅里叶变换)对滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号。得到的频率信号如图3中频谱部分所示。
S16:根据预设的各个部件的故障特征频率,对频率信号进行分析,确定故障部件。
预先对车辆机械旋转部件进行分析,得到各个部件的故障特征频率。轴承和齿轮等车辆机械旋转部件具备以下故障特征:
Figure BDA0002640546510000081
其中,fn为轴承旋转频率,z为滚动体个数,D为轴承直径,d为滚动体直径,α为接触角。内环、外环和滚动体的冲击振动发生的间隔频率即为预设的各个部件的故障特征频率。
本实施例提供的车辆机械旋转部件故障诊断方法,利用共振解调技术对微弱信号提取,实现了对故障位置的及时检测和识别,提高了行车安全。且通过滤除干扰信号,提高了故障诊断的准确性;以及根据滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子与预设的冲击性阈值的关系,确定车辆机械旋转部件是否存在振动冲击,减少了大量不必要的检测。
参见图3,为共振解调原理。共振解调技术包括放大、共振、解调等过程。共振解调的具体过程如图4所示,包括以下步骤:
S41:对车辆机械旋转部件的振动信号进行增益处理,得到放大后的振动信号。
具体的将车辆机械旋转部件的振动信号输入到适调放大器,得到放大后的振动信号。
S42:将放大后的振动信号输入谐振器,得到谐振器输出的共振信号。
执行步骤S42得到的共振信号,相比于放大后的振动信号,放大了故障信号的特征。
S43:利用绝对值检波和包络检波技术,将共振信号解调为低频率的共振解调信号。
谐振器输出的共振信号,是一种相对高频的信号,直接对该信号进行采样提取,需要采用很高转换速率的ADC(Analog-to-Digital Converter,模数转换)器件。执行步骤S43,得到低频率的共振解调信号,以便进行信号的数字化处理。
S44:利用低通滤波器滤除低频率的共振解调信号中的高频信号,得到车辆机械旋转部件的共振解调信号。
在根据预设的各个部件的故障特征频率,对频率信号进行分析,确定故障部件的步骤后,还可以包括:获取故障部件所在轴的直径以及转速,以及检测得到车辆机械旋转部件的振动信号的包络线的峰值幅度;将获取的直径、转速以及峰值幅度代入故障冲击公式,得到故障冲击分贝值;根据故障冲击分贝值,确定故障部件的故障级别。结合故障冲击公式,计算得到了故障冲击分贝值,实现了对故障冲击的量化。
故障冲击公式为:
Figure BDA0002640546510000091
其中,SV为包络线的峰值幅度,为无量纲的值;n为故障部件所在轴的转速,D为故障部件所在轴的直径,A为故障冲击分贝值;
在得到故障部件的故障级别后,还可以对当前确定的故障部件的故障级别以及之前连续多次确定的故障部件的故障级别进行统计分析,确定对应的处理过程。比如,为了避免过减速带或者路比较崎岖造成的振动刚好和故障频率重合,在连续多次检测出某个部件出现某一级别以上故障后,再对驾驶员进行告警,减少故障误报。
对于不同的故障级别,进行不同的告警。例如,故障级别可分为高、中、低等级。连续多次高故障等级后,告警立即停车并叫拖车来拖车。连续多次中故障等级后,告警缓慢行驶至修车厂。连续多次低故障等级后,告警维修保养时进行维修。
在一个具体实施例中,根据车辆的车速,确定对车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率。故障冲击信号的重复周期与车辆的速度成反比例关系。利用车辆速度对冲击信号进行采样,能有效地滤除不相干的振动干扰,并且将故障冲击信号的频谱特性固化。例如,车胎有个故障,车轮转一圈产生一个冲击。如果车速是10km/h时,车轮转速是1圈/s,那么冲击频率是1hz,采样频率理想频率是2hz,这样可以把其他高频的冲击过滤掉;如果车速是20km/h时,车轮转速是2圈/s,那么冲击频率是2hz,采样频率理想频率是4hz。进而可以有效地滤除不相干的振动干扰。
对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
下述为本发明装置实施例,可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节,请参照本发明方法实施例。
参见图5,为本发明的实施例提供的一种车辆机械旋转部件故障诊断装置,该装置可以包括共振解调单元51、干扰信号滤除单元52、峰值因子计算单元53、冲击初级检测单元54、时频转换单元55和故障冲击谱线识别单元56。
共振解调单元51,用于利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到车辆机械旋转部件的共振解调信号。
干扰信号滤除单元52,用于根据预设的干扰信号频率,对共振解调信号中的干扰信号进行滤除。
峰值因子计算单元53,用于计算得到滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子。
冲击初级检测单元54,用于判断峰值因子是否大于预设的冲击性阈值,若是,则确定车辆机械旋转部件存在冲击。
时频转换单元55,用于在判断出车辆旋转部件存在振动冲击后,对滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号。
故障冲击谱线识别单元56,用于根据预设的各个部件的故障特征频率,对频率信号进行分析,确定故障部件。
可选的,车辆机械旋转部件故障诊断装置,还包括:第一参数获取单元、第二参数获取单元、故障冲击精密诊断单元和故障级别确定单元。
第一参数获取单元,用于获取故障部件所在轴的直径以及转速。
第二参数获取单元,用于检测得到故障部件的振动信号的包络线的峰值幅度。
故障冲击精密诊断单元,用于将直径、转速和峰值幅度代入故障冲击公式,得到故障冲击分贝值,故障冲击公式为:
Figure BDA0002640546510000111
其中,SV为包络线的峰值幅度,n为故障部件所在轴的转速,D为故障部件所在轴的直径,A为故障冲击分贝值。
故障级别确定单元,用于根据故障冲击分贝值,确定故障部件的故障级别。
可选的,车辆机械旋转部件故障诊断装置,还包括:
综合报警决策分析模块,用于对当前确定的故障部件的故障级别以及之前连续多次确定的故障部件的故障级别进行统计分析,确定对应的处理过程。
可选的,车辆机械旋转部件故障诊断装置,还包括:
采样频率确定单元,用于根据车辆的车速,确定对车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率。
可选的,共振解调单元51,具体包括:放大单元、共振单元、检波单元和高频信号滤除单元。
放大单元,用于对车辆机械旋转部件的振动信号进行增益处理,得到放大后的振动信号。
共振单元,用于将放大后的振动信号输入谐振器,得到谐振器输出的共振信号。
检波单元,用于利用绝对值检波和包络检波技术,将共振信号解调为低频率的共振解调信号。
高频信号滤除单元,用于利用低通滤波器滤除低频率的共振解调信号中的高频信号,得到车辆机械旋转部件的共振解调信号。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可,且本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合。
对本发明所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆机械旋转部件故障诊断方法,其特征在于,包括:
利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号;
根据预设的干扰信号频率,对所述共振解调信号中的干扰信号进行滤除;
计算得到滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子;
判断所述峰值因子是否大于预设的冲击性阈值,若是,则确定所述车辆机械旋转部件存在冲击;
在判断出所述车辆旋转部件存在冲击后,对所述滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号;
根据预设的各个部件的故障特征频率,对所述频率信号进行分析,确定故障部件。
2.根据权利要求1所述的车辆机械旋转部件故障诊断方法,其特征在于,在所述根据预设的各个部件的故障特征频率,对所述频率信号进行分析,确定故障部件的步骤后,还包括:
获取所述故障部件所在轴的直径以及转速;
检测得到所述故障部件的振动信号的包络线的峰值幅度;
将所述直径、所述转速和所述峰值幅度代入故障冲击公式,得到故障冲击分贝值,所述故障冲击公式为:
Figure FDA0002640546500000011
其中,SV为包络线的峰值幅度,n为故障部件所在轴的转速,D为故障部件所在轴的直径,A为故障冲击分贝值;
根据所述故障冲击分贝值,确定所述故障部件的故障级别。
3.根据权利要求2所述的车辆机械旋转部件故障诊断方法,其特征在于,在根据所述故障冲击分贝值,确定所述故障部件的故障级别的步骤后,还包括:
对当前确定的所述故障部件的故障级别以及之前连续多次确定的所述故障部件的故障级别进行统计分析,确定对应的处理过程。
4.根据权利要求1所述的车辆机械旋转部件故障诊断方法,其特征在于,在所述利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号的步骤前,还包括:
根据车辆的车速,确定对所述车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的车辆机械旋转部件故障诊断方法,其特征在于,所述利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号,具体包括:
对所述车辆机械旋转部件的振动信号进行增益处理,得到放大后的振动信号;
将所述放大后的振动信号输入谐振器,得到所述谐振器输出的共振信号;
利用绝对值检波和包络检波技术,将所述共振信号解调为低频率的共振解调信号;
利用低通滤波器滤除所述低频率的共振解调信号中的高频信号,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号。
6.一种车辆机械旋转部件故障诊断装置,其特征在于,包括:
共振解调单元,用于利用共振解调技术对车辆机械旋转部件的振动信号进行处理,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号;
干扰信号滤除单元,用于根据预设的干扰信号频率,对所述共振解调信号中的干扰信号进行滤除;
峰值因子计算单元,用于计算得到滤除干扰信号的共振解调信号的峰值因子;
冲击初级检测单元,用于判断所述峰值因子是否大于预设的冲击性阈值,若是,则确定所述车辆机械旋转部件存在冲击;
时频转换单元,用于在判断出所述车辆旋转部件存在冲击后,对所述滤除干扰信号的共振解调信号进行时频转换,得到频率信号;
故障冲击谱线识别单元,用于根据预设的各个部件的故障特征频率,对所述频率信号进行分析,确定故障部件。
7.根据权利要求6所述的车辆机械旋转部件故障诊断装置,其特征在于,还包括:
第一参数获取单元,用于获取所述故障部件所在轴的直径以及转速;
第二参数获取单元,用于检测得到所述故障部件的振动信号的包络线的峰值幅度;
故障冲击精密诊断单元,用于将所述直径、所述转速和所述峰值幅度代入故障冲击公式,得到故障冲击分贝值,所述故障冲击公式为:
Figure FDA0002640546500000031
其中,SV为包络线的峰值幅度,n为故障部件所在轴的转速,D为故障部件所在轴的直径,A为故障冲击分贝值;
故障级别确定单元,用于根据所述故障冲击分贝值,确定所述故障部件的故障级别。
8.根据权利要求7所述的车辆机械旋转部件故障诊断装置,其特征在于,还包括:
综合报警决策分析模块,用于对当前确定的所述故障部件的故障级别以及之前连续多次确定的所述故障部件的故障级别进行统计分析,确定对应的处理过程。
9.根据权利要求6所述的车辆机械旋转部件故障诊断装置,其特征在于,还包括:
采样频率确定单元,用于根据车辆的车速,确定对所述车辆机械旋转部件的共振信号进行采样的采样频率。
10.根据权利要求6~9中任意一项所述的车辆机械旋转部件故障诊断装置,其特征在于,所述共振解调单元,具体包括:
放大单元,用于对所述车辆机械旋转部件的振动信号进行增益处理,得到放大后的振动信号;
共振单元,用于将所述放大后的振动信号输入谐振器,得到所述谐振器输出的共振信号;
检波单元,用于利用绝对值检波和包络检波技术,将所述共振信号解调为低频率的共振解调信号;
高频信号滤除单元,用于利用低通滤波器滤除所述低频率的共振解调信号中的高频信号,得到所述车辆机械旋转部件的共振解调信号。
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