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基于振动信号的滚动轴承状态监测与诊断方法研究

发布时间:2017-09-13 01:02

  本文关键词:基于振动信号的滚动轴承状态监测与诊断方法研究


  更多相关文章: 滚动轴承 C-C相空间重构 主元分析 统计量 控制限 主元相似度


【摘要】:随着大型工业设备的研发,作为旋转机械中最易出现故障的零件之一,,滚动轴承的正常与否直接影响着整个系统的运行情况。由于滚动轴承损坏引发的机械故障往往造成巨大的经济损失。因此,研究如何能准确、有效的检测和识别出滚动轴承的故障有着重要而又深远的意义。经过相关领域的实践研究,基于主元分析方法的故障监测与识别方法获得了长足的进步与发展,但是由于振动信号的时频特性和信号相关处理的复杂性,使得在故障检测与识别上还存在许多问题有待解决和研究。本文致力于研究出一种准确度高、应用性广的故障检测与识别方法。 本文对从QPZZ-Ⅱ故障模拟平台所采集的滚动轴承振动信号展开了故障检测方法的研究,并实现了对故障类型的识别。该方法首先利用C-C相空间重构解决了一维时间序列不方便进行PCA分析的问题;然后在该空间内建立PCA模型并利用T2统计量和SPE统计量实现对轴承状态的监测。为了进一步分析故障的类型,提出了基于多PCA模型的故障诊断方法,利用主元相似度原理完成对故障类型的识别。从仿真的结果可知,本文提出的基于振动信号的滚动轴承故障检测与识别方法可以有效的检测出轴承数据中所包含的故障信息,并能准确的识别出故障类型,其诊断精度和识别率高,达到了预期的目标。
【关键词】:滚动轴承 C-C相空间重构 主元分析 统计量 控制限 主元相似度
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH133.33;TH165.3
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-10
  • 主要符号表10-11
  • 第1章 绪论11-20
  • 1.1 课题研究背景和意义11-12
  • 1.2 滚动轴承故障检测与诊断技术概述12-13
  • 1.3 故障检测与诊断技术的国内外研究概况13-18
  • 1.3.1 国外研究概况13-16
  • 1.3.2 国内研究概况16
  • 1.3.3 主元分析在故障诊断中的研究状况16-18
  • 1.4 研究内容及结构18-20
  • 1.4.1 研究内容18
  • 1.4.2 论文结构安排18-20
  • 第2章 滚动轴承典型故障模拟平台及振动信号采集20-31
  • 2.1 滚动轴承的结构20
  • 2.2 滚动轴承的故障表现形式20-24
  • 2.3 旋转机械振动及故障模拟实验平台(QPZZ-Ⅱ系统)24-30
  • 2.3.1 QPZZ-Ⅱ系统的概况24-25
  • 2.3.2 QPZZ-Ⅱ系统的构成25
  • 2.3.3 QPZZ-Ⅱ系统对振动信号的采集25-30
  • 2.4 本章小结30-31
  • 第3章 基于主元分析的故障监测理论31-44
  • 3.1 主成分分析简介31-39
  • 3.1.1 主成分分析基本思想31-32
  • 3.1.2 主成分分析原理32-33
  • 3.1.3 主成分分析计算步骤33-36
  • 3.1.4 主成分分析的几何解释36-39
  • 3.1.5 主成分分析的优缺点39
  • 3.2 构建 T2统计量和 SPE 统计量故障监测模型39-42
  • 3.2.1 T2统计量40-41
  • 3.2.2 SPE 统计量41-42
  • 3.2.3 主元个数对故障检测的影响42
  • 3.3 本章小结42-44
  • 第4章 基于 C-C 相空间重构和 PCA 的滚动轴承状态监测44-55
  • 4.1 相空间重构44-47
  • 4.1.1 相空间重构的方法原理44-45
  • 4.1.2 C-C 法45-46
  • 4.1.3 C-C 法原理46-47
  • 4.2 基于 C-C 法和 PCA 分析法的故障监测47-49
  • 4.3 实例仿真研究49-54
  • 4.3.1 仿真环境49
  • 4.3.2 仿真结果与分析49-54
  • 4.4 本章小结54-55
  • 第5章 基于 PCA 主成分相似度的故障识别方法55-63
  • 5.1 基于主元相似度分析的故障诊断55-56
  • 5.2 改进的 PCA 相似因子56-57
  • 5.3 基于主元相似度的故障识别方法57
  • 5.4 实例仿真研究57-61
  • 5.4.1 仿真环境57-58
  • 5.4.2 仿真结果分析58-61
  • 5.6 本章小结61-63
  • 结论63-65
  • 附录Ⅰ 基于主元分析的故障检测程序清单65-69
  • 参考文献69-71
  • 致谢71-72
  • 攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董建宁,申永军,杨绍普;轴承故障诊断中的信号处理技术研究与展望[J];轴承;2005年01期

2 丛瑜;肖怀铁;付强;;基于核主分量分析的高分辨雷达目标特征提取与识别[J];电光与控制;2008年02期

3 陈琢,钱鸣奇,童勤业;混沌态电阻测量电路的研究[J];电子测量与仪器学报;2003年03期

4 胡瑜;陈涛;;基于C-C算法的混沌吸引子的相空间重构技术[J];电子测量与仪器学报;2012年05期

5 单鸿亮,孟o

本文编号:840583


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