不平衡激励下的转子碰摩故障诊断方法研究

发布时间：2023-02-26 05:00

　　转子系统作为汽轮机、航空发动机、水轮机、风机和离心压缩机等旋转机械的核心部件,发挥着十分重要的作用。随着对转子系统速度和效率的要求越来越高,转、定子之间的间隙也开始变得越来越小,使得碰摩故障发生的频率不断增大。转子系统碰摩故障轻则影响设备寿命,重则导致重大的安全生产事故。质量不平衡是导致碰摩故障发生的较为常见的因素,因此本文针对不平衡激励下的转子碰摩故障,研究了其故障振动信号的降噪预处理方法和故障特征提取方法;搭建了转子碰摩故障诊断实验台,并在不同工况条件下进行故障诊断实验,验证了本文研究的转子碰摩故障诊断方法的有效性。针对转子碰摩故障信号受环境中噪声影响,具有一定不均匀性和随机性,且信噪比低的特点,提出了基于奇异值分解和小波变换的复合降噪方法。该方法首先针对SVD算法降噪阶次的选择影响其处理精度的问题,对奇异矩阵的对角元素做了滤值处理。其次,结合小波阈值降噪算法和模极大值降噪算法的优点,对小波降噪算法进行改进。最后将奇异值分解和小波降噪相结合用于转子碰摩故障振动信号的降噪预处理,抑制了噪声干扰,提高了信号的信噪比。针对转子碰摩故障信号非平稳、非线性的特点,将一种新的局域波分解算法——...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及研究的目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 故障诊断及其相关理论的研究现状
        1.2.1 故障诊断的基本过程
        1.2.2 奇异值分解和小波降噪方法的研究现状
        1.2.3 转子故障特征提取方法的研究现状
        1.2.4 转子动静碰摩故障的研究现状
    1.3 课题的主要研究内容
第二章 基于SVD和小波变换的复合降噪方法研究
    2.1 引言
    2.2 时域约束估计下的改进奇异值分解方法
        2.2.1 奇异值分解的基本理论
        2.2.2 时域约束估计在SVD降噪方法中的应用
    2.3 改进的小波降噪方法
        2.3.1 小波变换的相关理论
        2.3.2 小波降噪方法的改进
    2.4 基于SVD分解与小波变换的复合降噪方法及其仿真验证
    2.5 本章小结
第三章 基于改进ITD的转子故障特征提取方法研究
    3.1 引言
    3.2 ITD分解基本理论及算法
    3.3 基于特征点匹配延拓的端点效应抑制方法
    3.4 相关系数法去除伪分量
    3.5 改进ITD方法的处理能力分析
    3.6 本章小结
第四章 不平衡激励下的转子碰摩故障仿真分析与实验研究
    4.1 引言
    4.2 不平衡激励下的转子碰摩故障动力学仿真分析
        4.2.1 不平衡转子系统的动力学建模与仿真
        4.2.2 转子碰摩故障的动力学建模与仿真
    4.3 转子-轴承系统碰摩故障实验台的搭建
        4.3.1 系统功能简介
        4.3.2 转子故障诊断实验台的结构设计
        4.3.3 实验台软硬件配置
        4.3.4 不平衡装置的结构和传感器的布置
        4.3.5 碰摩装置的结构设计
    4.4 转子碰摩故障实验及其结果分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3749869