基于时频—解调分析的行星齿轮箱故障诊断方法研究

发布时间：2017-04-13 06:22

  本文关键词：基于时频—解调分析的行星齿轮箱故障诊断方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：行星齿轮传动系统是机械传动系统中的关键部分,已广泛应用于航空航天、船舶、风力发电、工程机械等领域。在运行中一旦某个部件发生故障,有可能会对整个机械系统产生影响。因此,本论文以行星齿轮传动系统状态监测与故障诊断为目的,研究了基于时频-解调分析的故障诊断新方法和新技术,其主要研究内容如下:(1)针对传统的行星齿轮箱故障振动频谱特征分析方法在理论计算和实际故障频率的峰值之间存在偏差的问题,提出了一种行星齿轮结构等效轴承模型的故障振动频谱特征分析方法,精确表征了行星齿轮各部件的故障特征频率,为后续的信号故障特征的提取提供了理论依据。(2)针对行星齿轮箱振动信号的非平稳特性,利用小波包变换与希尔伯特包络解调相结合的技术,有效提取了行星齿轮箱故障的高频冲击信号。(3)针对行星齿轮箱早期微弱信号故障特征提取问题,提出一种提升小波包变换和最大峭度指标的故障诊断方法,较理想地提取了行星齿轮箱早期微弱故障特征信息。(4)针对强噪声背景下行星齿轮箱故障特征提取问题,利用基于噪声辅助分析的集合经验模态分解方法。该方法克服了经典的经验模态分解方法的模态混叠现象,在强噪声下对行星齿轮箱故障高频部分特征的提取具有显著优势。(5)开发了基于时频-解调分析的监测诊断系统软件,介绍了诊断系统软件的结构和功能,实现了MATLAB环境下调用数据进行行星齿轮箱故障状态监测与故障诊断。
【关键词】：行星齿轮箱 故障诊断 振动频谱特征分析 提升小波包 集合经验模态分解
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.425;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 故障机理11-12
• 1.2.2 时频-解调分析方法12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 1.4 课题来源14-15
• 第二章 行星齿轮结构等效轴承模型的故障振动频谱特征分析15-28
• 2.1 行星齿轮箱常见故障类型15-18
• 2.1.1 齿轮故障模式16-17
• 2.1.2 轴承故障模式17-18
• 2.2 齿轮的振动机理18-19
• 2.3 传统的行星齿轮箱故障振动模型19-22
• 2.4 行星齿轮结构等效轴承模型的故障振动频谱特征分析22-24
• 2.5 模型对比分析24-26
• 2.6 本章小节26-28
• 第三章 基于小波包变换和希尔伯特包络解调的故障诊断方法28-55
• 3.1 小波分析28-30
• 3.2 小波包分解基本原理30-31
• 3.3 基于小波包分解方法的行星齿轮箱损伤识别31-35
• 3.3.1 希尔伯特包络解调原理32-33
• 3.3.2 基于小波包变换的行星齿轮箱齿轮故障诊断方法33-35
• 3.4 实验介绍35-37
• 3.5 仿真与案例分析37-54
• 3.5.1 仿真信号分析37-41
• 3.5.2 行星齿轮箱齿轮故障诊断分析41-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第四章 基于提升小波包的行星齿轮箱早期微弱特征信号提取55-69
• 4.1 提升小波变换研究55-57
• 4.1.1 提升小波变换理论55
• 4.1.2 提升小波变换的基本步骤55-57
• 4.2 提升小波算法的实现57-60
• 4.2.1 Haar小波的提升实现58-59
• 4.2.2 db4小波的提升实现59-60
• 4.3 提升小波包变换60-62
• 4.4 基于提升小波包的行星齿轮箱故障诊断62-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 基于噪声辅助技术EEMD的行星齿轮箱故障诊断研究69-81
• 5.1 经验模态分解基本原理69-73
• 5.1.1 瞬时频率定义69-70
• 5.1.2 本征模态分量70-71
• 5.1.3 经验模态分解实现步骤71-73
• 5.2 集合经验模态分解基本原理73-74
• 5.3 集合经验模态分解实现步骤74-75
• 5.4 仿真与案例分析75-80
• 5.4.1 仿真信号分析75-78
• 5.4.2 行星齿轮箱故障诊断分析78-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第六章 行星齿轮箱的状态监测与故障诊断系统的研究81-87
• 6.1 行星齿轮箱状态监测与故障诊断系统设计方案81
• 6.2 基于MATLAB的行星齿轮箱在线状态监测系统81-86
• 6.2.1 系统设计平台81
• 6.2.2 实时监测系统81-82
• 6.2.3 系统功能实现82-86
• 6.3 本章小结86-87
• 第七章 结论与展望87-89
• 7.1 研究结论87-88
• 7.2 工作展望88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-95
• 攻硕期间的研究成果95-96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 程正兴,林勇平;小波分析在图像处理中的应用[J];工程数学学报;2001年S1期

  本文关键词：基于时频—解调分析的行星齿轮箱故障诊断方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：302999