赵黎 朱林 王丽芳 刘宏博

摘 要：共振解调法是滚动轴承故障诊断中最常用的方法之一， 然而其带通滤波器参数的选取通常比较困难。谱峭度法能根据峭度最大化原则自动确定带通滤波器参数，取得了一定的诊断效果。本文提出一种基于谱峭度的包络谱方法在滚动轴承故障诊断中的应用。首先利用谱峭度法选取最佳带通滤波器参数，然后通过带通滤波和包络解调进行故障特征提取，最后通过故障特征频率对滚动轴承故障进行定位。本文使用凯斯西储滚动轴承数据进行实验验证。

关键词：谱峭度;包络谱法;滚动轴承;故障特征提取

1谱峭度理论

峭度作为一种统计工具， 在噪声干扰较小的状态监测中， 可利用它对奇异信号的敏感性檢测系统的异常响应。但是，它作为一个全局指标无法反映特定信号分量的变化情况，不适合强噪声环境下的状态监测问题。为克服峭度在工程应用中的不足， Dwyer首先提出了谱峭度（Spectral Kurtosis-SK）法， 用于克服功率谱无法检测和提取信号中瞬态现象的问题。其基本思路是计算每根谱线的峭度值，从而发现隐藏的非平稳的存在，并确定它们出现在哪些频带。J.Antoni对此进行了深入研究， 阐述了谱峭度诊断机械故障的理论背景，给出了谱峭度的正式定义。

1.1谱峭度的定义

考虑非平稳信号的Wold-Cramer分解。定义Y（t）为由信号X（t）激励的系统响应。h（t，s）为时变冲击响应函数。则Y（t）可以表示为：

其中，是系统的时变传递函数。可以解释为信号Y（t）在频率处的复包络。……