基于自适应多尺度自互补Top-Hat变换的轴承故障增强检测

来源：机械工程学报杂志2015年第19期北京时间：

作者：唐贵基, 邓飞跃, 何玉灵

单位：华北电力大学能源动力与机械工程学院

摘要：针对实际工程中滚动轴承冲击性故障特征难以提取的问题，提出一种自适应多尺度自互补Top-Hat(Adaptive multi-scale self-complementary Top-Hat, AMSTH)变换方法用于轴承故障的增强检测。自互补Top-Hat变换在消除信号中背景噪声的同时，能有效增强故障振动信号的冲击特性，而构造的多尺度自互补Top-Hat变换方法，可以较有效地兼顾抗噪性能和信号的细节保持。在分析形态学滤波的基础上，提出采用特征幅值能量比(Feature amplitude energy radio, FAER)的方法自适应确定最优结构元素的尺度，并应用于轴承的故障增强检测。通过对仿真信号和实测轴承滚动体、内圈故障信号进行分析，结果表明该方法可有效增强滚动轴承的故障检测，并且在运算效率和提取效果方面优于基于信噪比标准的多尺度形态学开-闭和闭-开组合变换方法。

关键词：多尺度自互补Top-Hat变换,滚动轴承,数学形态学,特征幅值能量比；

基金资助：国家自然科学基金(51307058)、河北省自然科学基金(E2014502052)和中央高校基本科研业务专项基金(2014XS83)资助项目