严保康，　周凤星，　张瑞华

(1．武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室　武汉，430081) (2．武汉科技大学信息科学与工程学院　武汉，430081) (3．江汉大学物理与信息工程学院　武汉，430056)



基于稀疏分解的轴承双冲击特征提取*

严保康1,2，周凤星2，张瑞华3

(1．武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉，430081) (2．武汉科技大学信息科学与工程学院武汉，430081) (3．江汉大学物理与信息工程学院武汉，430056)

摘要旋转机械的轴承部件出现裂纹或凹坑时，会产生稀疏的双冲击信号，在故障早期时，双冲击信号会发生混叠现象。在稀疏分解过程中，传统的高斯最大原则无法准确提取故障信号原子。笔者通过分析冲击类故障双冲击信号的特点，研究双冲击混叠时时频因子与双冲击间隔之间的关系，构造冲击信号最优邻域，并提出一种邻域正交匹配追踪算法。在每次迭代中选取内积最大原子周围的部分原子组成子框架，计算振动信号在当前框架下的表示，再进一步计算残差信号，并进行下次迭代，直至满足迭代终止条件。通过仿真试验和故障实例分析发现，该方法能避免过匹配现象，并准确提取双冲击成分，从而计算出双冲击信号的时间间隔，对故障程度进行判定。

关键词轴承； 双冲击信号； 稀疏分解； 框架； 邻域正交匹配追踪

引言

振动冲击信号提取一直是旋转机械设备故障诊断邻域的热点。时频分析、小波分析、经验模态分解、形态学分析等方法为故障准确判断提供了强有力的理论支持，为故障诊断邻域做出了巨大的贡献[1-3]。……