液压设备转速波动分量提取及故障诊断方法研究

发布时间：2021-02-28 14:58

　　液压设备具有的响应速度快、输出平稳、功率密度大、易实现无级调速以及对复杂工况的适应性强等优点,使其在工程建设、国防、冶金矿山、材料加工等工况复杂的装备中被广泛采用。近年来,为了适应现代工业生产过程中高精度、智能化的要求,液压设备开始向精细化、复杂化、集成化、信息化方向发展。随着液压设备结构越来越复杂,各种传感器的布置、环境工况的复杂化,液压设备的信息在传递过程中受多种复杂的耦合效应和非线性因素的影响,使得传统的基于流量、压力、振动、噪声等信息源的运行状态监测和故障诊断方法难以满足液压设备向智能化发展的需要,尤其当液压设备处于性能退化状态的早期故障阶段时,将会出现一系列诸如低速稳定性变差、响应速度减慢、效率降低等问题。传统的分析方法在强耦合和强环境噪声的影响下,特征信息会变得十分微弱,难以识别,使得液压设备运行状态监测和故障诊断技术研究成为当今热点。与传统的压力、流量、振动、噪声等监测信号源相比,液压设备瞬时转速信号具有不介入系统运行、信噪比高、可直接反映系统运动学信息等优势。课题组在前期液压设备动能刚度以及瞬时转速波动等基础性研究工作中发现,环境工况通过机、液、电参数的耦合作用,导致转... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 液压设备运行状态监测及故障诊断方法
        1.2.2 转速波动提取及其在状态监测与故障诊断领域的应用
        1.2.3 非平稳信号处理及Vold-Kalman时变滤波方法
        1.2.4 瞬时频率估计方法
    1.3 主要研究内容
    1.4 章节安排
第二章 Vold-Kalman时变滤波数学模型及快速算法研究
    2.1 数学模型
        2.1.1 信号模型
        2.1.2 结构方程
        2.1.3 数据方程
    2.2 滤波求解
        2.2.1 最小二乘滤波
        2.2.2 预处理共轭梯度法（PCG法）
    2.3 仿真验证
        2.3.1 线性调频信号仿真分析
        2.3.2 线性调幅调频信号仿真分析
    2.4 本章小结
第三章 Vold-Kalman时变滤波转速波动提取方法研究
    3.1 瞬时频率估计
        3.1.1 短时傅里叶变换
        3.1.2 时频脊线提取
        3.1.3 二值细化搜索
    3.2 参数调整对滤波器性能的影响
        3.2.1 滤波器阶数
        3.2.2 权重因子r
    3.3 Vold-Kalman时变滤波器与阶比带通滤波的比较
        3.3.1 阶比带通滤波
        3.3.2 性能比较
    3.4 本章小结
第四章 液压动力系统转速波动提取实验研究
    4.1 机电液一体化理论与技术研究平台
        4.1.1 试验台基本组成及功能
        4.1.2 试验台测控原理
        4.1.3 瞬时转速测量
    4.2 恒工况试验
        4.2.1 试验方案
        4.2.2 试验步骤
        4.2.3 试验结果及结果分析
    4.3 变工况试验
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 试验步骤
        4.3.3 试验结果及结果分析
    4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]机电液系统多参量耦合机理及动能刚度分析方法[J]. 赵松,谷立臣,杨彬.  振动与冲击. 2018(11)
[2]基于阶次谱的Vold-Kalman滤波带宽优选方法[J]. 冯珂,王科盛,宋理伟,王况.  振动工程学报. 2017(02)
[3]机电液系统动能刚度图示化在线识别技术[J]. 杨彬,谷立臣,刘永.  振动与冲击. 2017(04)
[4]变转速液压系统瞬时转速测量与误差分析（英文）[J]. 杨彬,谷立臣,刘永,王平.  Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2015(04)
[5]基于自适应短时Chirp-Fourier变换的瞬时转速估计及应用[J]. 赵明,林京,廖与禾,曹军义.  机械工程学报. 2015(14)
[6]液压管路流固耦合振动机理及控制研究现状与发展[J]. 权凌霄,孔祥东,俞滨,白欢欢.  机械工程学报. 2015(18)
[7]油液污染颗粒引起的齿轮泵劣化失效研究[J]. 刘勇,马彪,张赛飞,颜煜.  农业机械学报. 2015(02)
[8]传感器工作间隙对内燃机瞬时转速测量的影响机理及规律[J]. 王媛文,董大伟,闫兵.  内燃机学报. 2014(05)
[9]模型与条件PID补偿的永磁伺服电动机驱动液压源流量控制[J]. 贾永峰,谷立臣.  机械工程学报. 2014(08)
[10]大惯量负载液压冲击的主动变阻尼抑制方法[J]. 王成宾,权龙.  机械工程学报. 2014(08)

博士论文
[1]变转速泵控马达转速波动识别方法及控制策略研究[D]. 刘永.长安大学 2017
[2]轴向柱塞泵/马达全耦合动力学建模及性能退化机理分析[D]. 许睿.西安建筑科技大学 2017
[3]非平稳信号的时频分析与处理方法研究[D]. 徐春光.西安电子科技大学 1999

硕士论文
[1]机电液系统动能刚度分析方法及其应用[D]. 赵松.长安大学 2018
[2]变转速液压泵控马达转速波动特征提取方法研究[D]. 刘丹.长安大学 2018
[3]机电液系统动能变化率作用机理及内外部特征关联分析[D]. 杨彬.长安大学 2017



本文编号：3056024