江南大學趙新維獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉江南大學申請的專利一種基于虛實融合的轉子-軸承系統故障診斷方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120296548B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510773877.2,技術領域涉及:G06F18/2413;該發明授權一種基于虛實融合的轉子-軸承系統故障診斷方法及系統是由趙新維;李可;宿磊;汪韜;顧杰斐設計研發完成,并于2025-06-11向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于虛實融合的轉子-軸承系統故障診斷方法及系統在說明書摘要公布了:本發明提供一種基于虛實融合的轉子?軸承系統故障診斷方法及系統,涉及信號檢測技術領域,該方法包括:推導混合偏心不平衡磁拉力表達式,結合赫茲接觸理論建立轉子?軸承系統孿生模型;引入轉子偏心、軸承內外圈故障,構建多故障工況孿生模型;通過改進遺傳算法(引入特征敏感性評價因子、自適應交叉變異概率及模擬退火)對模型多參數辨識,獲得修正孿生模型;基于修正模型生成孿生故障樣本,利用帶分類器的一維循環生成對抗網絡(設計綜合損失函數)訓練生成貼近真實分布的樣本;虛實融合樣本形成平衡數據集,經一維卷積神經網絡訓練實現故障分類。本發明解決了故障數據匱乏、孿生模型與真實數據差異大等問題,提升了故障診斷精度與可靠性。
本發明授權一種基于虛實融合的轉子-軸承系統故障診斷方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于虛實融合的轉子-軸承系統故障診斷方法,其特征在于,包括: S1:推導混合偏心不平衡磁拉力統一表達式,基于赫茲接觸理論引入軸承非線性恢復力,建立轉子-軸承系統孿生模型;所述建立轉子-軸承系統孿生模型的過程包括: 首先,基于電機學理論推導混合偏心下氣隙長度、磁導及磁動勢分布,通過麥克斯韋應力積分得到x、y方向不平衡磁拉力統一表達式; 然后,基于赫茲接觸理論推導軸承滾動體位置及接觸變形量,累加得到x、y方向軸承非線性接觸力; 最后,結合所述不平衡磁拉力和所述軸承非線性接觸力,建立轉子-軸承系統動力學方程; 其中所述x、y方向不平衡磁拉力統一表達式為: 式中,FxUMP為x方向的不平衡磁拉力;FyUMP為y方向的不平衡磁拉力;R為轉子半徑;L為軸向長度;Fm是氣隙磁動勢的振幅;μ0為真空磁導率;Λ0為無偏心時均勻氣隙磁導的常值分量;Λs為靜偏心引起的磁導分量;Λd為動偏心引起的磁導分量;ωd為轉子機械角頻率;為初始相位;t為時間;θ為動態偏心角;p為磁極對數; S2:在所述轉子-軸承系統孿生模型中引入轉子偏心故障、軸承內圈故障和軸承外圈故障,獲得不同故障工況下的轉子-軸承系統孿生模型; S3:通過在遺傳算法中引入特征敏感性評價因子建立適應度函數,結合自適應交叉、變異概率和模擬退火思想,對所述不同故障工況下的轉子-軸承系統孿生模型進行多參數辨識,獲得修正后的孿生模型; S4:基于所述修正后的孿生模型獲取孿生故障樣本,在一維循環生成對抗網絡中添加分類器并設計綜合損失函數,訓練生成與真實樣本分布貼近的生成樣本; S5:將所述生成樣本與真實樣本虛實融合獲得平衡數據集,采用一維卷積神經網絡訓練實現故障分類。
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