高斯势分段双稳随机共振在不同噪声下的轴承故障诊断

作者：贺利芳; 刘秋玲^*; 张刚

来源：振动与冲击, 2023, 42(03): 30-42.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.03.004

• 轴承故障诊断
• 高斯势分段双稳随机共振(GPPBSR)
• 信噪比(SNR)
• 平均信噪比增益(MSNRI)
• 色噪声

为解决经典双稳随机共振(classical bistable stochastic resonance, CBSR)在强噪声下输出信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)较低问题，将非饱和分段双稳随机共振(unsaturated piecewise bistable stochastic resonance, UPBSR)与高斯势(gaussian potential, GP)随机共振结合得到一种高斯势分段双稳随机共振(Gaussian potential piecewise bistable stochastic resonance, GPPBSR)。首先，将GPPBSR与CBSR、UPBSR的势函数分析对比；其次，以SNR和平均信噪比增益(mean signal-to-noise ratio increase, MSNRI)为衡量指标，分别在高斯白噪声和色噪声背景下通过遗传算法参数寻优得到SNR和MSNRI随系统参数的变化规律，其结果表明在两种噪声背景下，GPPBSR系统的SNR和MSNRI均优于UPBSR,抗噪性能更好；最后，为验证在不同场景下GPPBSR系统轴承故障诊断的实用性，将UPBSR和GPPBSR系统应用于6205-2RS JEM SKF和HRB 6205-2Z两种型号的轴承故障诊断中。仿真结果表明，GPPBSR系统在两种噪声背景下的故障信号诊断均是可行的，且比CBSR和UPBSR的性能更优越。

• 单位
  重庆邮电大学; 通信与信息工程学院