基于CNCT的滚动轴承瞬时频率估计研究

韦尧兵，张学程

(兰州理工大学机电工程学院，甘肃 兰州 730050)

在旋转机械变工况运行过程中存在着丰富的故障信息，一些在平稳工况运行过程中不易反映出来的故障信息可能会在此时完全地显现出来，因此变工况运行的旋转机械振动信息对旋转机械故障的诊断具有极高的利用价值[1]。为了使旋转机械安全稳定地运行，对旋转机械进行状态监测与故障诊断非常重要。目前，基于振动信号的状态监测是主要的方式之一。旋转机械升速、降速阶段中的振动信号为典型的非平稳信号，常规的分析方法已不适用。阶次跟踪法(order tracking technique,OT)是一种处理时变信号的方法，通过等角度重采样将时域中非平稳信号转化为角域中平稳信号，然后再对处理后的平稳信号进行常规分析处理。然而，基于时-频分布的阶次跟踪法[2]的重点和难点在于需要精准地获得参考轴转速所对应的瞬时频率(instantaneous frequency,IF)，它是准确进行阶次跟踪法中等角度重采样的前提及关键。

在许多实际的信号分析处理过程中，估算一个时变过程的瞬时频率是一项非常重要的工作。瞬时频率的准确估计是时-频分布的关键，其估算方法很多，有相位法、峰值搜索法、过零点法、求根估算法等。相位估计法主要是用振动信号的相位信息来得到瞬时频率，分为相位差分法、相位建模法以及锁相环法。相位差分法虽然计算简便，但是抗噪声性能不高；相位建模法虽可以较精准地估算出信号的瞬时频率，但是其计算量大，对初始值要求严格，对适用场合要求较高；……