基于阶比跟踪和AR模型的旋转机械故障诊断与状态预测技术研究

发布时间：2020-05-28 14:49

【摘要】： 旋转机械振动测试是旋转机械故障诊断和状态监测的重要组成部分,采取合理的信号处理方法获取传感观测信号中的有效信息,在工程应用领域中具有重要意义。本文以旋转机械振动信号为研究对象,重点研究了基于阶比分析的非平稳信号故障提取技术和基于AR模型的状态预测方法。 首先,针对旋转机械在升、降速过程中表现出的非平稳特征,在比较现有各种阶比跟踪方法优缺点的基础上,本文采用二次曲线拟合方法计算阶比重采样时刻,通过插值滤波器实现阶比重采样,得到角域信号,实现阶比跟踪。 其次,对于阶比分析中的重要参数转速,本文提出基于一阶数字微分、Lagrange插值和三次样条曲线分段最小二乘拟合的转速计算方法,该方法可减小计算量和计算复杂度,并有效平滑转速计算中的误差和缺陷。 再次,本文通过对时间序列ARMA、MA和AR模型的机理研究,提出了基于广义逆矩阵最小二乘估计AR模型参数的方法,该方法解决了AR建模中线性方程组无解情况下的参数估计问题,进而根据阿凯克信息论准则确定模型阶次,可成功应用于机械设备运行过程的状态预测。 最后,作为本课题关键技术的载体,开发了基于Visual C++的加工中心在线监测系统,实现了阶比分析和时间序列分析算法,为设备状态监测提供了技术上的支持和保障。
【图文】：

(b) 转子不平衡振动信号频谱图 2-3 转子不平衡振动信号时间波形及频谱子不对中于转子与转子之间利用连轴器进行连接时安装不好，或由于轴承中移，或者是由于转子的弯曲、转子与轴承的间隙以及承载后转子与原因，往往会造成转子之间对中不好，从而产生振动，并导致机械十分常见的机械故障之一。子不对中的三种形式[21,22, 94]：平行不对中、偏角不对中和平行偏角不-4所示。平行不对中时，转子轴心线经向平行位移；偏角不对中时线相互交叉，或称偏角位移；平行偏角综合不对中时，两转子轴心移。

22, 94]：平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中，如图2-4所示。平行不对中时，转子轴心线经向平行位移；偏角不对中时，，两转子轴心线相互交叉，或称偏角位移；平行偏角综合不对中时，两转子轴心线相互交错位移。(a) 平行不对中 (b) 偏角不对中 (c) 平行偏角不对中图2-4 转子不对中的三种形式根据理论分析可知，单纯的平行不对中将产生振动频率为转子工频两倍的径向振动，而纯粹的偏角不对中则由于附加弯矩作用产生振动频率与转子工频相同的轴向振动。然而在实际情况中所碰到的轴系不对中，很少有单一的平行不对中
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH17

【引证文献】

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本文编号：2685399