·基于平方解调与阶次分析的轴承故障诊断·《北京汽车》2023.No.2·23·北京汽车文章编号：1002-4581（2023）02-0023-04基于平方解调与阶次分析的轴承故障诊断王益有，史俊旭，毛鸿锋，王亚杰WangYiyou，ShiJunxu，MaoHongfeng，WangYajie（株洲中车时代电气股份有限公司，湖南株洲412005）摘要：针对非平稳信号频谱分析导致的谱分量重叠问题及滚动轴承故障信号的多载波调制特征，提出一种基于平方解调与阶次分析的调制阶次提取，并与轴承故障特征相结合的故障诊断方法。据此对某款异响新能源汽车进行加速工况测试，通过数据分析并结合驱动总成各轴承故障特征阶次确定故障原因。关键词：平方解调；阶次分析；轴承；故障诊断；新能源汽车中图分类号：TH133.3文献标志码：ADOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2023.02.0060引言轴承故障是新能源汽车异响的重要来源之一，其诊断的频域特征提取方法包括频谱分析、功率谱分析[1]、倒谱分析[2]、细化谱分析[3]、AR模型谱分析[4]、高阶谱分析[5]、包络谱分析[6]和广义检波滤波解调分析[7]等。在某款新能源汽车的异响故障诊断中，发现异响故障特性随电机转速变化而变化，通过对汽车加速过程的监测，收集到全面的故障信号，以此快速识别故障原因。故障检测在电机加速工况下进行，所采集的振动信号为非平稳信号，采用传统的谱分析技术会出现频谱分量重叠现象[8]。阶次分析是一种分析旋转或往复机械噪声与振动信号的技术，可用于分析转速随时间变化的噪声与振动信号[6]。针对新能源汽车异响故障的特点，以广义检波滤波解调中的平方解调和阶次分析为基础，提出调制阶次提取并与轴承故障特征相结合的故障诊断方法。通过实例阐述利用该方法进行故障诊断的实现过程。1平方解调分析调幅调频信号模型[9]为（1）式中：t为时间；A为信号幅值；fn为调制频率；B为调幅的调制指数；β为调频的调制指数；fz为载波频率。根据平方解调原理，对式（1）调制信号取平方，得（2）对式（2）z(t)信号进行低通滤波，得（3）·基于平方解调与阶次分析的轴承故障诊断·《北京汽车》2023.No.2·24·北京汽车由式（3）可知，滤波后zb(t)信号只包含直流分量、调制频率基频和调制频率2倍频的谐波成分。2阶次分析阶次分析方法源于角度域采样理论，通过同步采集旋转机械的转速，进行等角度增量重采样得到角度域内的振动响应信号，则时域非稳态信号在角度域下是稳态信号，对其进行傅里叶变换得到清晰的阶次谱。阶次分析剔除了机械运行变化的影响...
