本发明涉及联合收割机领域，具体涉及一种联合收割机振动筛故障检测方法。
背景技术：
联合收割机是一种大型复杂的农业机械,在我国的农业生产中,占有极其重要的地位。其中清选装置的清选效率对于联合收割机来说至关重要，清选装置中振动筛的工作效率极大部分决定了联合收割机的清选效率。当联合收割机在正常工作时，振动筛机构也会产生较大的惯性力。这将会对机架或其它零部件产生激励，引发较强的振动和噪音，影响了收割机的工作精度、可靠性、寿命和清选效率。因此对联合收割机振动筛进行故障诊断研究变得尤为重要。
振动传感器是获取联合收割机振动筛故障特征的主要方法。目前对于振动信号的处理已经有了很多方法，比如快速傅立叶变换、小波分析等。由于联合收割机振动筛工作过程中会受到不确定因素影响，产生的信号在分析过程中往往存在微弱性、混叠性、非线性等特点，使得这些传统的方法无法得到满意的表征故障的特征参量，因此针对包含在大量噪声下的不确定信息情况下，目前没有很好的故障检测方法对联合收割机振动筛进行快速，准确的故障诊断。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种联合收割机振动筛故障检测方法，可以在复杂的条件下能够及时准确的对振动筛故障进行报警。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种联合收割机振动筛故障检测方法，通过检测系统进行检测，所述的检测系统包括振动信号采集装置、振动信号处理模块、振动信号处理模块以及故障显示装置；
所述振动信号采集装置包括振动传感器模块、控制器和无线发送器，振动传感器模块设置在振动筛的筛框处并与控制器的信号输入端口连接，用于采集振动信号，控制器的无线信号发送端连接有无线发送器发出振动信号；
所述振动信号处理模块包括无线传输装置和处理器，无线传输装置用来接收无线发送器发出的振动信号，无线传输装置以及处理器相连接，处理器与数据储存器相连接，数据储存器对振动信号进行储存；
所述故障显示装置包括显示模块和报警指示灯；
无线传输装置获在正常工况下联合收割机振动筛上振动传感器采集到的振动信号，将获得的信号发送给处理器，由数据储存器存储正常工况下获取的振动信号以及设定正常工况下的额定范围，实际工况中振动筛继续工作，对于从振动传感器接收到的振动信号，由无线传输装置传输至处理器对初始振动信号进行信号分解，对于初始振动信号与正常工况下获取的振动信号进行比对，若该初始振动信号在额定范围内，则视为振动筛正常工作，若该初始振动信号不在额定范围内，则由报警指示灯进行报警，并保留在数据储存器中。
进一步，所述的振动传感器模块设置振动筛的筛框底部。
进一步，所述的振动信号采集装置还包括加速传感器，加速度传感器安装在振动筛的摇杆处，用于检测振动筛在运行过程中是否出现运转不正常的情况
进一步，处理器对初始振动信号进行信号分解过程包括：
步骤(1)、找到信号x(t)所有的极值点，记为(δk,μk),k＝1,2,3…,k；其中δk为时间，μk为幅值，k为采集到信号的个数；
步骤(2)、对每相邻的三个点进行加权平均，并将其定义为：
其中p为权；
步骤(3)、将加权平均后的所有点(δk,mk)和(δk,ak)，k＝1,2,3…,k；分成两部分，分别用三次样条曲线插值所有的点，得到两组均值曲线m1(t)、m2(t)和两组包络曲线a1(t)、a2(t)，并将其平均得到均值曲线m(t)和包络曲线a(t)：
步骤(4)、若m(t)满足本征模态分量的条件，那么m(t)就是imf1；
步骤(5)、从信号x(t)中去除imf1得到信号x1(t)，将x1(t)从新作为新的待分析信号，并且重复步骤(1)～(4)，直到xn(t)为一个单调函数为止；
经过上述步骤可以得到一系列本征模态分量以及剩余部分的线性叠加，本征模态分量中各个分量分别代表了原始信号中的各频率分量。
进一步，步骤(3)的本征模态分量判据采用三阈值法，具体为：定义
进一步，分析在实际工况中得到的θ值，
本发明有益效果是：本发明采用优化经验模态分解方法，可以对联合收割机振动筛在工作时产生的振动信号进行高效、实时的分析。通过该方法可以对存在的微弱信息进行有效故障特征提取，在得到不同时间尺度的本征模态函数分量后，再进行循环经验模态分解，从而有效提取淹没在噪声中的微弱故障信息。并且通过信号比对来判断此状态是否为故障状态，并将故障信号储存在数据存储器中，方便下次更加快捷的比对，进一步提高故障诊断所需的时间以及精确性。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图；
图2是联合收割机振动筛机构简图；
图3是本发明振动信号数据分析流程图；
图4是本发明故障判别流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
参照图1，一种联合收割机故障诊断检测方法，包括振动信号采集装置s1、振动信号处理模块s2、振动信号处理模块s3以及故障显示装置s4；所述振动信号采集装置s1包括振动传感器模块s5、控制器s6和无线发送器s7，振动信号采集装置s1设置在振动筛的筛框cd处,并与控制器s6的信号输入端口连接，用于采集振动信号，所述控制器s6的无线信号发送端连接有无线发送器s7，控制器s6的无线信号发送端连接有无线发送器s7发出振动信号；所述振动信号处理模块s3包括无线传输装置s8和处理器s9，所述无线传输装置用来接收无线发送器s7发出的振动信号，所述无线传输装置s8以及处理器s9相连接，所述处理器s9与数据储存器s10相连接，所述数据储存器s10对振动信号进行储存。所述故障显示装置s4包括显示模块s11和报警指示灯s12。
参考图2，为联合收割机振动筛分机构，其中ab为摇杆工作时以角速度进行旋转，并带动连杆bc进行运动。连杆bc带动筛框cd进行往复运动，对物料进行筛分和清选。其中振动传感器安装在筛框cd处，用来采集振动信号，设置在该处易于采集振动筛的振动信号，且不会被过多外界因素干扰。ab处安装加速度传感器，以便检测振动筛在运行过程中是否出现运转不正常的情况。
无线传输装置s8获在正常工况下联合收割机振动筛上振动传感器采集到的振动信号，将获得的信号发送给处理器s9，由数据储存器s10存储正常工况下获取的振动信号以及设定正常工况下的额定范围，实际工况中振动筛继续工作，对于从振动传感器接收到的振动信号，由无线传输装置s8传输至处理器s9对初始振动信号进行信号分解，对于初始振动信号与正常工况下获取的振动信号进行比对，若该初始振动信号在额定范围内，则视为振动筛正常工作，若该初始振动信号不在额定范围内，则由报警指示灯s12进行报警，并保留在数据储存器s10中。
参考图3，通过无线传输装置s8接收到由振动传感器传出的正常工况下联合收割机振动筛的振动信号，并将该振动信号传输给处理器s9进行处理，由于此时得到的振动信号包括噪声信号以及振动筛抖动产生的振动信号，通过处理器进行优化经验模态分解算法，其过程包括：
(1)找到信号x(t)所有的极值点，记为(δk,μk),k＝1,2,3…,k；其中δk为时间，μk为幅值，k为采集到信号的个数。
(2)对每相邻的三个点进行加权平均，并将其定义为：
其中p为权；
为了抑制端点效应，采用端点延拓法得到两端端点；
(3)将加权平均后的所有点(δk,mk)和(δk,ak)，k＝1,2,3…,k；分成两部分，分别用三次样条曲线插值所有的点，得到两组均值曲线m1(t)、m2(t)和两组包络曲线a1(t)、a2(t)，并将其平均得到均值曲线和包络曲线，：
(4)若m(t)满足本征模态分量(intrinsicmodefunction，简称imf)的条件，那么m(t)就是imf1；
(5)从信号x(t)中去除imf1得到信号x1(t)，将x1(t)从新作为新的待分析信号，并且重复步骤(1)～(4)，直到xn(t)为一个单调函数为止。
经过上述步骤可以得到一系列imf以及剩余部分的线性叠加，imf中各个分量分别代表了原始信号中的各频率分量。在联合收割机进行作业时将通过振动传感器传出的信号，与标准信号进行逐个对比，并在误差超过额定范围时进行报警。
其中imf判据采用三阈值法，具体为：定义
参考图4，该故障诊断方法为：分析在实际工况中得到的θ值，
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而己,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明己以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种联合收割机振动筛故障检测方法，其特征在于：通过检测系统进行检测，所述的检测系统包括振动信号采集装置(s1)、振动信号处理模块(s2)、振动信号处理模块(s3)以及故障显示装置(s4)；
所述振动信号采集装置(s1)包括振动传感器模块(s5)、控制器(s6)和无线发送器(s7)，振动传感器模块(s5)设置在振动筛的筛框处，并与控制器(s6)的信号输入端口连接，用于采集振动信号，控制器(s6)的无线信号发送端连接有无线发送器(s7)发出振动信号；
所述振动信号处理模块(s3)包括无线传输装置(s8)和处理器(s9)，无线传输装置用来接收无线发送器(s7)发出的振动信号，无线传输装置(s8)以及处理器(s9)相连接，处理器(s9)与数据储存器(s10)相连接，数据储存器(s10)对振动信号进行储存；
所述故障显示装置(s4)包括显示模块(s11)和报警指示灯(s12)；
无线传输装置(s8)获在正常工况下联合收割机振动筛上振动传感器采集到的振动信号，将获得的信号发送给处理器(s9)，由数据储存器(s10)存储正常工况下获取的振动信号以及设定正常工况下的额定范围，实际工况中振动筛继续工作，对于从振动传感器接收到的振动信号，由无线传输装置(s8)传输至处理器(s9)对初始振动信号进行信号分解，对于初始振动信号与正常工况下获取的振动信号进行比对，若该初始振动信号在额定范围内，则视为振动筛正常工作，若该初始振动信号不在额定范围内，则由报警指示灯(s12)进行报警，并保留在数据储存器(s10)中。
2.如权利要求1所述的一种联合收割机振动筛故障检测方法，其特征在于：所述的振动传感器模块(s5)设置振动筛的筛框底部。
3.如权利要求1所述的一种联合收割机振动筛故障检测方法，其特征在于：所述的振动信号采集装置(s1)还包括加速传感器，加速度传感器安装在振动筛的摇杆处，用于检测振动筛在运行过程中是否出现运转不正常的情况。
4.如权利要求1所述的一种联合收割机振动筛故障检测方法，其特征在于：处理器(s9)对初始振动信号进行信号分解过程包括：
步骤(1)、找到信号x(t)所有的极值点，记为(δk，μk)，k＝1，2，3…，k；其中δk为时间，μk为幅值，k为采集到信号的个数；
步骤(2)、对每相邻的三个点进行加权平均，并将其定义为：
其中p为权；
步骤(3)、将加权平均后的所有点(δk，mk)和(δk，ak)，k＝1，2，3…，k；分成两部分，分别用三次样条曲线插值所有的点，得到两组均值曲线m1(t)、m2(t)和两组包络曲线a1(t)、a2(t)，并将其平均得到均值曲线m(t)和包络曲线a(t)：
步骤(4)、若m(t)满足本征模态分量的条件，那么m(t)就是imf1；
步骤(5)、从信号x(t)中去除imf1得到信号x1(t)，将x1(t)从新作为新的待分析信号，并且重复步骤(1)～(4)，直到xn(t)为一个单调函数为止；
经过上述步骤可以得到一系列本征模态分量以及剩余部分的线性叠加，本征模态分量中各个分量分别代表了原始信号中的各频率分量。
5.如权利要求4所述的一种联合收割机振动筛故障检测方法，其特征在于：步骤(3)的本征模态分量判据采用三阈值法，具体为：定义
6.如权利要求4所述的一种联合收割机振动筛故障检测方法，其特征在于：分析在实际工况中得到的θ值，
