摘要：低速重载机械出现早期故障时,振动信号中体现故障特征的微冲击成分具有稀疏性.根据振动动力学模型建立的故障信号过完备冗余字典,能实现对振动信号的稀疏逼近.分段正交匹配追踪（Stagewise orthogonal matching pursuit,StOMP）在正交匹配追踪（Orthogonal matching pursuit,OMP）的基础上,采用框架的思想对信号进行稀疏分解,不但克服了OMP方法导致的过匹配现象,也提高了算法的收敛速度,但在计算残差在子原子库的表示时计算量很大.基于相干累积量的StOMP方法根据故障信号过完备字典中各原子的相关性,分析了内置相干累积量和外置相干累积量的关系,并通过故障信号在字典中的内、外置相干累积量的值快速确定原子的位移因子和频率因子,进而为StOMP方法提供更为高效的子原子库选取策略,最后结合原子淘汰算法对影响不大的原子进行筛选,最终选出最能稀疏表示信号的一组原子.

关键词：早期故障 微冲击 稀疏分解 分段正交匹配追踪 相干累积量 

单位：武汉科技大学信息科学与工程学院 武汉430081