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龙图腾网获悉江苏师范大学申请的专利一种基于机电耦合模型的齿轮裂纹故障诊断方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115638979B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211424024.0，技术领域涉及：G01M13/021；该发明授权一种基于机电耦合模型的齿轮裂纹故障诊断方法是由盛连超;徐敏翠;司磊磊;李威;叶果;陆向宁;何贞志;陈天驰;芦艳斌设计研发完成，并于2022-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于机电耦合模型的齿轮裂纹故障诊断方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于机电耦合模型的齿轮裂纹故障诊断方法，属于齿轮裂纹故障诊断领域。包括以下步骤：建立永磁电机驱动的采煤机截割部机电传动系统全局耦合动力学模型；构建采煤机截割滚筒的动态负载模型；确定永磁同步电机控制器架构及控制参数；确定齿轮裂纹故障模型及故障特征表征参数；获取机电耦合模型中电机电流的信号特征来精确提取齿轮传动系统裂纹故障特征参数；设计结束。提供了一种非侵入式的方法来通过电气特征检测机械故障，从源头上解决了外加传感器难以保证监测质量等诸多问题，达到直接从电机电流信号精准提取故障工况下典型特征的目的，为研究采煤机截割传动系统健康状态监测及故障预测提供了重要理论基础。

本发明授权一种基于机电耦合模型的齿轮裂纹故障诊断方法在权利要求书中公布了：1.一种基于机电耦合模型的齿轮裂纹故障诊断方法，其特征在于：从机电耦合角度出发，汇总电机电流信号通过非侵入式的方法来通过电气特征检测机械故障，首先建立永磁电机驱动采煤机截割部机电传动系统耦合动力学模型，然后构建采煤机截割滚筒末端动态负载模型，之后确定永磁同步电机控制器架构及控制参数，确定齿轮裂纹故障模型及故障特征表征参数，通过分析机电耦合模型中电机电流的信号特征来精确提取齿轮传动系统裂纹故障特征参数，无需外加传感器，使电流信号易于快速获取，达到直接从电机电流信号提取故障工况下典型特征的目的； 具体步骤如下： S1：建立永磁电机驱动采煤机截割部的机电传动系统全局机电耦合动力学模型，该模型包括采煤机截割部机电传动系统中所有的多种子系统的典型复杂机电系统，包括永磁电机子系统，齿轮传动子系统，末端负载子系统模型； S2：对截割滚筒负载进行计算，从而得到采煤机末端截割滚筒平均负载转矩，建立截割滚筒数学模型得到采煤机截割负载转矩与牵引速度和滚筒切割速度的关系，构建采煤机截割滚筒末端动态负载模型； S3：根据永磁电机驱动采煤机截割部机电传动系统耦合动力学物理模型进行数学建模，建立采煤机截割部机电传动系统的动力学模型，确定永磁同步电机控制器架构，确定电机控制参数； S4：由于采煤机截割部机电传动系统的物理参数会直接影响到齿轮传动的动态响应，针对齿轮裂纹故障，先计算并逐个确定采煤机截割部机电传动系统中各转子部件的关键参数，包括转动惯量、集中质量、刚度、阻尼，再对采煤机截割部机电传动系统进行建模和数值求解；根据裂纹深度将齿轮裂纹故障分为两种情况，对带裂纹故障轮齿的弯曲变形和剪切变形刚度进行计算，求出对于主动齿轮上带齿根裂纹故障轮齿的时变啮合刚度，建立裂纹故障与电流之间的映射关系，用于故障诊断； S5：根据S1中机电传动系统全局机电耦合动力学模型以及分别建立永磁电机子系统，齿轮传动子系统，末端负载子系统的动力学模型，获取机电耦合模型中永磁电机电流的信号特征，以齿轮裂纹故障状态下的啮合刚度为评价指标，精准提取采煤机截割部机电传动系统中各个子系统中齿轮的裂纹故障特征，建立永磁同步电机q轴电流特征与齿轮裂纹故障之间的映射关系，通过监测电机电流信号判断齿轮传动系统中齿轮裂纹故障；通过调整永磁电机控制参数和齿轮故障特征表征参数来改变故障诊断的准确性，直到与实际故障结果一致为止，最后确定采煤机截割部的中齿轮裂纹故障的精准诊断方法。

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