陈智博，黄宜坚

(华侨大学 机电及自动化学院，福建 厦门，361021)

超声波电机(Ultrasonic motor，USM)是伺服系统中一种新型的直接驱动微特电机，它利用在超声波频率范围内的机械振动作为驱动源的驱动器[1]。与传统电磁电机相比，超声波电机不依靠电磁相互作用来传递能量，具有无电磁干扰、动作响应快等优点，在精密控制领域要比传统电磁电机性能优越[2]。因此，如何判断超声波电机工作正常以及准确发现故障问题，具有重要的意义。当前，常用的故障征兆提取方法多是假设振动信号具有平稳和高斯分布的特性，并基于这种数学特性进行故障诊断，如功率谱估计和时频分析方法[3-4]。而在实际工程中，信号或噪声不一定服从高斯分布，或待分析的系统不是线性最小相位系统等，此时，基于自相关函数的功率谱估计难以满足实际的要求。高阶谱分析方法是近年来信号处理领域中涌现出来的一种新的数学工具，与传统的信号处理方法不同，它可进行非高斯信号处理[5-6]。双谱是三阶累积量的二次Fourier变换，它保留了信号的相位信息，可以定量地描述信号中与故障密切联系的非线性相位耦合，还可以抑制噪声的影响，消除高斯噪声的干扰[7-9]。目前，利用高阶谱累积量的参数化模型研究超声波电机系统机械故障的资料很少。本文作者根据超声波电机工作时的非进给方向微小振动的变化特点，用三阶累积量对其平稳振动信号建立AR模型(Autoregressive model)，计算 AR双谱，提取双谱的特征，进而得出一种有效的超声波电机故障诊断方法。……