梳状滤波器在齿轮健康评估中的应用研究

发布时间：2020-11-13 03:17

　　 齿轮作为传动系统中的核心部件之一,其健康状态的好坏直接影响到设备是否安全可靠运行。为了准确、及时的掌握齿轮的健康状态,防止齿轮突然失效造成设备停机而无法工作,需要对齿轮的健康状态进行准确评估。针对带通滤波器在获取信号时无法克服通带内噪声干扰的问题,设计了梳状滤波器,对振动信号进行梳状滤波与包络解调。在此基础上,采用齿轮健康评估的指标,完成对齿轮状态的准确评估。本论文的主要研究工作包括:(1)研究了常用FIR滤波器的基本原理,并设计了FIR多通带滤波器,通过仿真信号对其功能进行了检测,证实了其局限性。(2)重点研究了解析小波中的复Morlet小波和谐波小波,然后依据复Morlet小波和谐波小波的基本性质,设计出了带通滤波器和梳状滤波器。通过仿真实验验证,设计的滤波器滤波效果非常理想并且它们都有对信号进行滤波与解调同步进行的功能。(3)对谐波小波加高斯窗,并对其幅频进行了修正,得到幅值修正后的高斯谐波小波。运用幅值修正后的高斯谐波小波设计梳状滤波器时,滤波器通带具有幅值不受带宽影响,设计参数个数少且易选择的优点。(4)将幅值修正后的高斯谐波小波梳状滤波器应用到齿轮健康评估上。实验数据验证表明,通过设置梳状滤波器的参数提取故障信息能够准确判断大齿轮、小齿轮的健康状态。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH132.41;TN713
【部分图文】：

电子科技大学硕士学位论文数据，实验平台如图 5-2 所示。每次实验齿轮都是从崭新的正常状态运行到故效状态，采集的数据分别命名 TR#5、TR#12。该两个实验中，每次采样的时 10s，采样的频率为 20kHz，本文在进行应用研究时，每个时间节点均取 200采样点，对应的频率分辨率为 1Hz。所以，在对信号进行频谱研究时，频谱的分辨率也为 1Hz。而特征频率的值可以通过给定的信息及理论公式计算得出。

0 500 1000 1500 2000 2500 300.10.20.3频率/Hz幅值图 5-3 TR#05 齿轮正常状态时采集信号的的时域图与频谱图0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 -4-2024时间/s幅值0 500 1000 1500 2000 2500 300.10.20.30.4频率/Hz幅值图 5-4 TR#05 齿轮故障状态时采集信号的的时域图与频谱图

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4-2024时间/s幅值0 500 1000 1500 2000 2500 300000.10.20.30.4频率/Hz幅值图 5-16 TR#12 齿轮发生故障时的时域图与频谱图由图 5-15 和图 5-16 可以明显看出：故障信号的时域图存在着冲击成分且的频谱图的啮合频率及其谐波附近存在边频带。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 樊新海;张传清;江鹏程;梁瑞刚;;利用组合广义Harmonic小波设计梳状滤波器[J];装甲兵工程学院学报;2015年01期

2 雷从英;夏良华;郝晋峰;;云模型在齿轮健康状态评估中的应用研究[J];机械传动;2013年12期

3 傅勤毅;熊施园;;基于高斯谐波小波的齿轮箱故障诊断[J];铁道科学与工程学报;2013年04期

4 程军圣;杨怡;杨宇;;基于LMD的谱峭度方法在齿轮故障诊断中的应用[J];振动与冲击;2012年18期

5 张超;陈建军;郭迅;;基于EMD能量熵和支持向量机的齿轮故障诊断方法[J];振动与冲击;2010年10期

6 张家凡;易启伟;李季;;复解析小波变换与振动信号包络解调分析[J];振动与冲击;2010年09期

7 侯者非;杨杰;王克成;王云鹏;;改进梳状包络检波方法在滚动轴承故障诊断中的应用[J];煤矿机械;2010年02期

8 赵俊龙;郭正刚;张志新;王奉涛;李宏坤;;梳状滤波器在滚动轴承早期故障诊断中的应用[J];振动与冲击;2008年12期

9 李志勇;危韧勇;张涛;;基于Morlet组合小波的梳状滤波与包络检波方法[J];中南大学学报(自然科学版);2006年02期

10 丁康,朱小勇,陈亚华;齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略[J];振动与冲击;2001年03期

相关博士学位论文 前3条

1 彭富强;多尺度线调频基稀疏信号分解及其在齿轮箱故障诊断中的应用[D];湖南大学;2010年

2 张家凡;振动信号的包络解调分析方法研究及应用[D];武汉理工大学;2008年

3 郑海波;非平稳非高斯信号特征提取与故障诊断技术研究[D];合肥工业大学;2002年

相关硕士学位论文 前5条

1 罗俊;机械振动信号中多分量调制信号的解调分析及其应用研究[D];电子科技大学;2016年

2 程超;船用齿轮箱状态评估技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 张涛;项目管理在机组运行效益提升中的应用[D];上海交通大学;2011年

4 王冬;旋转机械全寿命状态评估与诊断研究[D];电子科技大学;2010年

5 宋丽娜;小波解调方法在泵类旋转机械故障诊断中的应用研究[D];燕山大学;2008年

本文编号：2881644