基于自适应局部迭代滤波的滚动轴承故障诊断研究

发布时间：2020-12-24 02:14

　　滚动轴承作为旋转机械设备不可缺少的重要部件,一旦发生故障将会严重影响到设备的安全稳定运行,因此,深入开展滚动轴承故障诊断技术的研究,对于保障设备安全可靠的运行、避免突发性事故的发生具有重要的意义。论文以滚动轴承为研究对象,从轴承振动信号的处理着手,将自适应局部迭代滤波方法(ALIF)应用于滚动轴承故障诊断中。主要研究内容如下:通过仿真信号对ALIF和经验模态分解(EMD)方法的分解性能进行比较,结果表明,与EMD方法相比,ALIF在信号分解能力、瞬时特征的精确性以及模态混叠抑制能力等方面均具有一定的优势。并通过滚动轴承内圈故障振动信号进行对比分析,进一步证明了ALIF方法能有效地抑制模态混叠效应。为实现滚动轴承故障特征信息的精确提取,提出了基于ALIF和频率加权能量算子(FWEO)的滚动轴承故障特征提取方法。首先采用ALIF将轴承故障振动信号分解为一系列具有单一成分的模态分量,然后依据峭度—相关系数准则筛选出前两个分量进行重构,最后利用频率加权能量算子对重构信号进行解调分析,从其能量谱中提取明显的频率成分来诊断故障类型。将该方法应用于滚动轴承故障仿真信号和外圈故障振动信号中,并与EMD... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

仿真信号x(t)及其分量的时域波形

与原始信号的组成分量的幅值存在明显的对应关系。从图2-3中可以号经 EMD 分解后得到 5 个 IMF 分量和一个余量，表明了其分解结分量，即与原信号无关的分量，存在过度分解现象。对比这两种分分量，发现 EMD 分解后的残余分量要明显高于 ALIF 分解后的残余ALIF 分解方法的能量泄露更小，对信号的保真效果更好。图 2-1 仿真信号 x (t)及其分量的时域波形

个 I 分量和一个残余分量，与预期分解结果相符合，即分解得到的两个 I 分量分别对应原始信号中 125Hz 的调幅调频分量和 20Hz 的正弦分量，并且各个 I 分量的幅值与原始信号的组成分量的幅值存在明显的对应关系。从图2-3中可以看出，仿真信号经 EMD 分解后得到 5 个 IMF 分量和一个余量，表明了其分解结果中存在虚假分量，即与原信号无关的分量，存在过度分解现象。对比这两种分解结果的残余分量，发现 EMD 分解后的残余分量要明显高于 ALIF 分解后的残余分量，说明 ALIF 分解方法的能量泄露更小，对信号的保真效果更好。图 2-1 仿真信号 x (t)及其分量的时域波形图 2-2 仿真信号 x (t)的 ALIF 分解结果图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应多尺度散布熵的滚动轴承故障诊断方法[J]. 李从志,郑近德,潘海洋,刘庆运.  噪声与振动控制. 2018(05)
[2]基于自适应序贯相似性检测波形匹配延拓的EMD端点效应抑制[J]. 杨剑锋,石戈戈,周天奇,高锋阳.  振动与冲击. 2018(18)
[3]基于小波变换的变转速齿轮箱故障辨识[J]. 吴健,柯镇兴,李宁,江涛,黄伟国.  煤矿机械. 2018(09)
[4]改进的经验小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 朱艳萍,包文杰,涂晓彤,胡越,李富才.  噪声与振动控制. 2018(01)
[5]基于ITD和改进形态滤波的滚动轴承故障诊断[J]. 余建波,吕靖香,程辉,孙习武,吴昊.  北京航空航天大学学报. 2018(02)
[6]广义变分模态分解方法及其在变工况齿轮故障诊断中的应用[J]. 郑近德,潘海洋,杨树宝,潘紫微.  振动工程学报. 2017(03)
[7]迭代广义短时Fourier变换在行星齿轮箱故障诊断中的应用[J]. 张东,冯志鹏.  工程科学学报. 2017(04)
[8]齿轮箱故障诊断中的正交匹配追踪算法[J]. 王聪,徐敏强,李志成.  哈尔滨工业大学学报. 2017(04)
[9]基于SPWVD时频图纹理特征的滚动轴承故障诊断[J]. 王亚萍,许迪,葛江华,孙永国,隋秀凛.  振动.测试与诊断. 2017(01)
[10]基于匹配追踪和SVM的滚动轴承故障诊断[J]. 逯全波,王海宝,傅余,卿川,陈根.  煤矿机械. 2016(07)

博士论文
[1]基于谱峭度及原子分解的滚动轴承故障诊断方法研究[D]. 姜锐红.上海大学 2014



本文编号：2934779