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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测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：CN115824636B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05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：202211667981.6，技术领域涉及：G01M13/028；该发明授权一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测方法是由雷亚国;任去病;李乃鹏;李熹伟;李响;杨彬设计研发完成，并于2022-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测方法在说明书摘要公布了：一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测方法，包括各挡位下的状态监测指标构建、变速箱整体健康状态监测指标构建与变速箱的状态监测和故障定位；首先获取变速箱的振动信号，通过构建各挡位下的状态监测指标，实现自适应的能量增长稀疏性评估；然后进行加权融合，得到可以反映变速箱整体健康状态的监测指标；再利用监测指标与计算过程中的分段幅值和增长率重要性评估结果进行故障定位；本发明实现了汽车变速箱的状态自动监测与辅助故障定位，提高汽车变速箱状态监测的准确性。

本发明授权一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测方法在权利要求书中公布了：1.一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测方法，其特征在于：首先获取变速箱的振动信号，通过构建各挡位下的状态监测指标，实现自适应的能量增长稀疏性评估；然后进行加权融合，得到能够反映变速箱整体健康状态的监测指标；再利用监测指标与计算过程中的分段幅值和增长率重要性评估结果进行故障定位； 所述的一种自适应能量增长稀疏性度量的汽车变速箱状态监测方法，包括以下步骤： 1各挡位下的状态监测指标构建： 1.1获取基础数据：采集汽车变速箱台架实验全寿命振动信号，采样方式为等角度采样，并经快速傅里叶变换得到t时刻的原始阶次谱信号yt＝[y0,y1,…,yN]，其对应的阶次序列为x＝[0,xδ,2xδ,…,N·xδ]，阶次谱是一个具有N+1个点组成的离散的阶次域信号，其分辨率为xδ;时刻t的取值范围为[tstart,tend]，即汽车变速箱台架实验全寿命时间，映射Gt＝{g,c}得到t时刻的挡位g与排挡循环次数c，即t时刻是第c次循环到挡位g；还需要变速箱结构的基本信息，挡位g∈g，g为映射Gt＝{g,c}得到的所有时刻对应的挡位g的集合；各挡位的啮合阶次Orderg＝[Order1,Order2,…,Ordern]，其中Orderi,i∈1,…,n表示挡位g下第i对齿轮的啮合阶次，共有n个啮合阶次；此外，还需要根据历史监测结果设置监测指标报警阈值，若没有历史监测数据或监测数据差异大，则取默认报警阈值为0.3； 1.2去啮合阶次成分：在阶次谱中去除当前挡位下的各个啮合阶次与其高次谐波成分，即设置g挡位下每个时刻的阶次谱中对应于参与传动的齿轮的啮合阶次成分的值为0； 1.3分段求幅值和：将去啮合阶次成分后的阶次谱均分为E个阶次段，则每个阶次段的谱线数为每个阶次范围宽度为位于挡位g下的时刻t时，阶次谱分段各段幅值和为： 1.4计算分段幅值和增长率：计算变速箱在各挡位第1循环内的阶次谱分段幅值和的均值为： 式中，Nt为满足Gt＝{g,1}的时刻的数量； 记向量逐元素相除为以μg,1为分段能量增长率计算的参考值，在t时刻的阶次谱分段幅值和增长率为： 1.5分段幅值和增长率重要性评估：对得到的分段幅值和增长率使用α-softmax·函数进行重要性评估，使具有较大增长率的阶次段分得较大的权重值，而增长率小甚至负增长的阶次段分得较小的权重值；分段重要性评估的具体公式为： 其中α10，是一个用于控制ω稀疏性的参数； 1.6分段幅值和增长稀疏性度量：根据阶次谱中不同阶次段的能量增长，筛选出变化最大的前K个阶次段，构建挡位g下的分段幅值和增长稀疏性度量指标SCSI，以指示变速箱的健康状态，其公式为： 其中sort·是降序排序函数，K是SCSIt,g计算时采用的具有较大能量增长率的阶次段数，即计算SCSIt,g时采用降序排序后的前K个阶次段；由于ωt各元素的总和为1，故得到的SCSIt,g有确定的上下界，即SCSIt,g∈[0,1]； 2变速箱整体健康状态监测指标构建： 2.1扩展各挡位下的SCSI指标至全时间段：挡位g下的SCSIt,g只在{t|Gt＝{g,c}}时计算，扩展挡位g下的SCSIt,g指标到其他时刻，则是把{t|Gt≠{g,c}}时SCSIt,g的值取成最接近的SCSIt,g，即SCSIt',g,t'＝max{t|Gt＝{g,c}}，对于不同的挡位g∈g，在任意时刻都对应的有SCSIt,g； 2.2评估不同挡位SCSI指标的重要性：对同一时刻各挡位下的SCSIt,g使用α-softmax·函数进行重要性评估，使指标数据较高的分得较大的权重值；评估的具体公式为： 其中α20，是一个用于控制稀疏性的参数； 2.3加权融合不同挡位的SCSI指标：将同一时刻不同挡位下的SCSIt,g按的权重加权融合成反映变速箱整体健康状态的指标WHI，具体公式如下： 3变速箱状态监测与故障定位：得到的WHI可以用于监测变速箱整体的健康状态，WHI的值越小，表示变速箱当前状态与正常状态越接近，即健康状态越好；WHI的值越大，表示变速箱当前状态与正常状态偏离越大，即健康状态越差；根据历史监测数据设置阈值，WHI连续多次超过阈值时进行报警，报警后，根据计算SCSI过程中的ω在阶次谱上初步判断故障齿轮啮合阶次，从而判断故障齿轮啮合对；最后利用原始阶次谱，寻找故障齿轮啮合对的边频带确定故障齿轮。

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