积分补偿随机共振在盾构机轴承故障检测中的应用

Application of integral compensation stochastic resonance in bearing fault detection of shield machine

针对盾构机轴承早期故障微弱信号难以检测识别以及小参数随机共振系统难以检测大参数输入信号的问题,提出了一种积分补偿法调节大参数以实现随机共振。首先利用积分补偿的方式将输入大频率信号频率乘以二倍圆周率得到补偿系数;其次对小频率参数系统进行相应的积分补偿,即对模型中的非线性方程进行变换并乘以补偿系数,抵消阻尼对输入信号的衰减作用,并由积分补偿方程建立新的非线性共振系统模型;最后将高频信号输入新建立的系统模型产生随机共振动态响应,并对其进行FFT变换,获得输出信号的故障信息。由此通过对振动加速度传感器采集的轴承径向振动信号分析,可以有效获得轴承故障特征频率,仿真与实验验证了理论方法的正确性。