基于双对抗编码的时变工况下行星齿轮箱智能故障诊断

赵 川，冯志鹏2，张颖琳，王 坤

(1.北华航天工业学院 机电工程学院，河北 廊坊 065000；2.北京科技大学 机械工程学院，北京 100083；3.北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100191；4.哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001)

行星齿轮箱具有结构紧凑、传动比大、承载能力强等优点，被广泛应用于工业与航空等领域。但工作环境不良或承受交变重载，其零部件如太阳轮、行星轮、齿圈等容易发生损伤或失效，严重时会造成重大损失。因此，对行星齿轮箱进行故障诊断研究具有重要意义。

近年来，研究人员分别采用动力学分析与信号分析等方法对行星齿轮箱的故障诊断问题进行了研究[1-2]。但上述研究一般基于平稳工况假设，特征频率不随时间发生变化。在实际应用中，行星齿轮箱的速度和载荷通常是时变的，运动情况更为复杂，导致信号具有非平稳性，对时变工况下的行星齿轮箱进行故障诊断具有更高的难度。

对于非平稳信号，可以通过时频分析揭示特征频率随时间变化的规律。但研究表明，应用时频分析法对时变工况下行星齿轮箱信号进行分析时，存在时频分辨率低与虚假成分干扰等问题，给故障特征的提取与识别造成困难。针对该问题，相关学者进行了进一步的研究[3-9]，基于广义解调与同步压缩变换、相角的熵特征、阶次谱分析、自适应线性调频模式分解等理论，提出多种方案，提高了时频分辨率，弱化了虚假成分干扰。然而对结果的分析判断涉及较多专家知识，并需要人工识别故障特征频率，主观因素可能会影响故障诊断的准确性。……