刘燕，胡学青,刘浩，张明玉

(宿州学院 煤矿机械与电子工程研究中心，安徽 宿州 234002)

滚动轴承发生故障时，其振动信号往往呈现出强烈的非平稳性及非线性特征，轴承早期故障信号的特征相对微弱，容易淹没在其他振动信号和随机噪声中，采用传统的时频分析方法[1-3]很难从混有强背景噪声的振动信号中提取微弱故障信息。混沌振子法[4-6]和随机共振法[7-9]已经广泛应用于微弱信号的检测中。差分振子法[10]的运算代码为加减运算，速度快，更适合对运算速度要求较高的场合；而且不受检测信号相位的影响，检测结果更加准确。另外，差分振子有一定的容错特性，可在一定程度上消除加工误差导致的计算频率偏差；而且不用过滤噪声，噪声只会使相图周围变得粗糙，并不影响整个系统的稳定性。

目前，关于差分振子的研究较少，文献[11]将差分振子方法应用于同步发电机转子匝间短路及转子碰摩故障的识别中，取得了良好的效果；文献[12]将差分振子方法轴承故障和齿轮故障的早期数据进行了分析，成功地提取出了故障早期的微弱特征。在此，将差分振子方法应用于滚动轴承故障诊断中，基于其检测带宽特性和幅值检测特性实现轴承的早期故障检测。

1 差分振子检测器的构造

差分振子检测器是以二元差分方程为基础构造的检测器[11]，具体数学模型如下

(1)

令α=-(a+d)，β=ad-bc，f(k)=bp·

cos(2kπfe+2kπfd/fs) ，则(1)式可简化为

xk+2+αxk+1+βxk=f(k)T(k) ,

(2)

式中：a,b,c,d为差分振子的系统参数；p为放大倍数(一般取整数，1，2，4，8)；fe为系统激励频率；……