技术特征：
1.一种迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1：针对所采集到的防爆电机轴承信号，利用迭代高阶能量算子构造多维矩阵，其中每一行分别表示不同阶次的迭代高阶能量算子，对每行进行归一化处理使得组成多维矩阵的各个维度保持在同一尺度上，得到多维故障信息矩阵；步骤s2：对于所述多维故障信息矩阵进行流形学习，提取内部固有流形；步骤s3：对固有流形进行加权融合处理。2.根据权利要求1所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：所采集到的防爆电机轴承信号中，对于连续信号x(t)，其高阶能量算子，定义为e
j
(x(t))＝x
′
x
(j-1)-xx
(j)
，式中x(t)为连续信号，x
(j)
为x的j阶导数，实际采集到的故障轴承数据为离散数据x(n)，其高阶能量算子，定义为：e
j
(x(n))＝x
(n)
x
(n+j-2)-x
(n-1)
x
(n+j-1)
，式中x(n)为离散数据，x
(n)
为x(n)数据中的第n个数据，j为第j阶能量算子，利用高阶能量算子得到具有较高信噪比的多维矩阵：式中x(n)为离散数据，x(
n
)为x(n)数据中的第n个数据，i为阶次。3.根据权利要求2所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：所述i＝6。4.根据权利要求2所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：利用迭代高阶能量算子构造多维矩阵时，将多维矩阵中各阶能量算子数据代入能量算子公式中进行迭代，有式中y(n)为矩阵o中的数据，得到一次迭代高阶能量算子矩阵5.根据权利要求4所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：对于两次迭代高阶能量算子，则同理将一次迭代能量算子矩阵数据再次带入能量算子表达式式中z(n)为矩阵f中的数据，得到二次迭代高阶能量算子矩阵6.根据权利要求1所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征
在于：对多维矩阵的每行进行归一化处理时，对多维信息矩阵每个维度进行l2-范数归一化处理，使得组成多维矩阵的各个维度保持同一尺度上，得到多维故障信息矩阵式中m
(i)
为矩阵m的第i行(i＝1,
…
,18)，||
·
||2为该向量的l2-范数。7.根据权利要求1所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：所述提取内部固有流形的方法为局部切空间排列，包括：对局部信息进行提取；针对提取的局部信息构造排列矩阵；根据所述排列矩阵，对齐全局坐标得到故障信息。8.根据权利要求7所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：对局部信息进行提取时，首先确定每个d维数据点z
i
的邻域范围k，排列熵值是用来描述时间序列复杂性的参数，其表达式为：式中p是最终固有流形融合特征u在相空间重构中的嵌入维数，p
i
是最终固有流形融合特征u重构的第i个排列的概率分布，通过对比不同k值的排列熵值，找到最小排列熵值对其邻域范围k进行确定，得到局部信息集合其中包括z
i
点身；其次，对集合z
i
中心化得到矩阵式中是集合z
i
的平均值，e
k
是k维的单位向量，求出中心化矩阵的d个最大右奇异向量得到k维切线空间的正交基v
i
＝[g1,g2,
…
,g
d
]；随后再对提取的局部信息构造排列矩阵，利用数据集z和邻域集z
i
构造0-1选择矩阵s
i
：s
i
＝z-1
z
i
，利用k维切线空间的正交基v
i
，得到相关矩阵w
i
：式中i为单位对角矩阵，通过上述得到的矩阵，构造排列矩阵b：然后对齐全局坐标时，求出排列矩阵b的前d+1个最小特征向量，最后得到d维全局坐标d0∈r
d
×
n
，坐标中的元素与排列矩阵b中从第2个至第d+1个最小特征值相互对应，其全局坐标矩阵d
o
的公式如下：d
o
＝[u2,u3,
…
,u
d+1
]
t
，其中u
d+1
∈r
n
表示ltsa算法输出的第d维数据，得到内部固有流形，且固有维数d小于原始维数d。9.根据权利要求1所述的迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法，其特征在于：所述对固有流形进行加权融合处理时，设置固有维数d＝3，对固有流形进行加权组合，式中λ
i
为固有流形u
i
所对应的特征值，正负号的选择依据最终固有流形各维度的波形确定。10.一种迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断系统，其特征在于，包括：采集处理模块，用于针对所采集到的防爆电机轴承信号，利用迭代高阶能量算子构造多维矩阵，其中每一行分别表示不同阶次的迭代高阶能量算子，对每行进行归一化处理使得组成多维矩阵的各个维度保持在同一尺度上，得到多维故障信息矩阵；
提取模块，用于对于所述多维故障信息矩阵进行流形学习，提取内部固有流形；加权融合处理模块，用于对固有流形进行加权融合处理。
技术总结
本发明涉及一种迭代高阶能量算子融合防爆电机轴承故障诊断方法及系统,包括：针对所采集到的防爆电机轴承信号，利用迭代高阶能量算子构造多维矩阵，其中每一行分别表示不同阶次的迭代高阶能量算子，对每行进行归一化处理使得组成多维矩阵的各个维度在同一尺度上，得到多维故障信息矩阵；对于所述多维故障信息矩阵进行流形学习，提取内部固有流形；对固有流形进行加权融合处理。本发明有利于得到理想的防爆电机轴承故障冲击提取效果。防爆电机轴承故障冲击提取效果。防爆电机轴承故障冲击提取效果。
技术研发人员：江星星 彭德民 王刚 郑振晓 杨强 郑建颖 朱忠奎
受保护的技术使用者：新黎明科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2022/1/6