基于随机共振微弱信号检测的滚动轴承故障诊断方法研究

发布时间：2023-04-03 01:13

　　机械的意外故障或事故将会造成严重的经济损失和影响人们的生命财产安全,对机械设备的故障诊断,保证设备的安全稳定的运行至关重要。通常在机械运行的状态下,采集机械设备的振动信号、声音信号以及电流信号等,对信号进行分析处理,评估设备运行状态。但是传感器采集的信号一般情况下需要在PC机上进行分析,实时性差,可能错过对机械故障诊断的最佳时间。此外,采集的信号常包含有严重的运行噪声和环境背景噪声,给信号分析带来困难,可能造成对机械设备运行状态的误判。因此,研究快速的故障诊断方法、抑制噪声、提取微弱信号的特征信息在机械故障诊断中显得尤为重要。本文研究了一种基于嵌入式随机共振的轴承故障诊断方法。目前,随机共振(Stochastic Resonance,SR)算法被广泛的应用于旋转机械故障诊断,然而,大多数随机共振算法都是在桌面平台上开发的,其重点是对离线信号的分析。本文提出了一种基于嵌入式的简单、易实现的轴承在线故障诊断方法,实现了信号的去噪和滤波,并对滤波后的信号在嵌入式上进行随机共振处理,以信噪比(Signal-to-noise Ratio,SNR)为判定指标,识别出轴承的故障类型,同时在LCD显示...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题意义及研究现状
    1.2 滚动轴承的故障形成与分析
        1.2.1 论文研究对象
        1.2.2 滚动轴承故障分析
        1.2.3 滚动轴承故障特征频率计算
    1.3 微弱信号检测方法研究
        1.3.1 随机共振概要
        1.3.2 轴承故障诊断
    1.4 论文的主要研究工作
        1.4.1 论文内容结构安排
        1.4.2 创新点概述
第二章 基于随机共振的微弱信号检测研究
    2.1 引言
    2.2 随机共振基本模型
        2.2.1 经典随机共振模型
        2.2.2 经典双稳态随机共振模型
        2.2.3 随机共振效应判定依据
    2.3 自适应随机共振
        2.3.1 自适应随机共振模型
        2.3.2 自适应算法
    2.4 本章小结
第三章 基于随机共振的轴承在线故障诊断方法研究
    3.1 引言
    3.2 欠阻尼变步长二阶随机共振
        3.2.1 欠阻尼二阶共振理论
        3.2.2 欠阻尼变步长二阶随机共振算法实现
        3.2.3 性能评估
    3.3 嵌入式随机共振
        3.3.1 嵌入式解调原理
        3.3.2 解调算法数值实现
        3.3.3 仿真验证
    3.4 实验验证
        3.4.1 实验装置
        3.4.2 实验流程
        3.4.3 轴承故障实验
    3.5 本章小结
第四章 声音辅助振动信号自适应随机共振的轴承故障诊断
    4.1 引言
    4.2 综合定量指标自适应随机共振
        4.2.1 综合定量指标ASR综述
        4.2.2 传统指标
        4.2.3 综合定量指标构成
    4.3 声音辅助振动信号自适应随机共振方法
        4.3.1 RP指标
        4.3.2 信号重构
        4.3.3 RP性能验证
    4.4 实验验证
        4.4.1 实验装置
        4.4.2 实验流程
        4.4.3 轴承外圈故障实验
        4.4.4 轴承内圈故障实验
        4.4.5 定量分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3780348