离散全矢谱校正方法及工程应用研究

发布时间：2017-04-04 20:58

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【摘要】：全矢谱技术是大型旋转设备故障诊断分析领域发展起来的一项新技术,它提高了设备诊断的准确性和工程实用性。传统的单通道振动信号分析方法已经不能满足工程实际中故障特征提取和故障分析要求,全矢谱充分利用双通道同源信息融合技术,快速、稳健、准确地获得振动信号所包含的全部有用信息。 频谱校正的意义是提高频谱分析的精度。针对现有频谱校正技术只针对单源信号和同源的各单通道信号的频谱进行校正的研究现状,提出针对双通道融合矢量信号的全矢谱进行校正的方法。详细介绍内插法、能量重心法、FFT+FT法和相位差校正法的原理、方法及实现过程。分析和比较信号在三种不同窗函数条件下的内插法和三种不同相位差法的频谱校正结果。提出融合矢量信号的全矢谱和汉宁窗的内插法、连续等长的两段信号的相位差法相结合的校正法。 研究并实现了全矢谱和汉宁窗的内插法、连续等长的两段信号的相位差法相结合的校正法。两种方法的原理都是将针对单通道传统FFT分析方法的校正理论应用到全矢谱中,精确求得非同步整周期采集的双通道融合矢量信号的全矢谱参数。详细论述了基于全矢谱的内插法和相位差校正法的实现过程。仿真研究和工程应用表明,基于全矢谱的内插法和相位差校正的分析方法能够在频率分辨率不足的情况下得到准确的振动参数,提高了频谱分析的精度。 结合目前密集频谱校正的研究现状,客观分析了密集频谱对频谱分析精度的影响,分析将全矢谱技术和密集频谱校正方法相结合在故障诊断分析中的必要性。提出了复解析带通滤波器的选带细化方法和全矢谱相结合的分析方法,详细介绍了原理、算法步骤和实现过程,并进行了仿真试验。结果表明这种全矢谱细化有很好的实时性、准确性,从而提高频谱分析技术在密集频谱领域中的应用性。
【关键词】：全矢谱 故障诊断 频谱校正 密集频谱
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题的来源、目的及意义10-12
• 1.1.1 课题的来源10
• 1.1.2 课题的目的和意义10-12
• 1.2 同源信息融合分析方法的研究现状12-15
• 1.2.1 全息谱(Holospectrum)分析技术13-14
• 1.2.2 全谱(Full spectrum)分析技术14
• 1.2.3 全矢谱(Full vector spectrum)分析技术14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 2 频谱校正的基本理论和方法17-31
• 2.1 概述17
• 2.2 提高频谱分析精度的一般措施17-18
• 2.2.1 多段平均—降噪和求谱均值技术17
• 2.2.2 零均值化17-18
• 2.2.3 加对称窗函数18
• 2.3 频谱校正的基本原理18-19
• 2.4 常用离散频谱校正方法19-30
• 2.4.1 离散频谱比值校正法(内插法)19-23
• 2.4.2 离散频谱能量重心校正法23-25
• 2.4.3 DFT+FT连续细化分析傅里叶变换校正法25-26
• 2.4.4 离散频谱相位差校正法26-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 全矢谱技术基础31-43
• 3.1 概述31
• 3.2 双通道信息融合的全矢谱技术31-41
• 3.2.1 全矢谱技术的理论基础31-37
• 3.2.2 快速复傅里叶变换37-38
• 3.2.3 数值计算38-41
• 3.3 全矢谱技术的工程应用实例41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 基于频谱校正的全矢谱研究43-57
• 4.1 概述43
• 4.2 全矢谱的传统校正原理和算法43-47
• 4.2.1 基于比值校正法的全矢谱传统校正方法45-46
• 4.2.2 基于相位差校正法的全矢谱的传统方法校正46-47
• 4.3 全矢谱数值计算方法的校正47-50
• 4.3.1 基于内插法的全矢谱校正研究48-49
• 4.3.2 基于相位差法的全矢谱校正研究49-50
• 4.4 仿真及结果分析50-56
• 4.4.1 单频率谐波信号的全矢谱校正50-52
• 4.4.2 多频率谐波信号的全矢谱校正52-55
• 4.4.3 工程实例分析55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 5 基于频谱细化的全矢谱研究57-68
• 5.1 概述57-58
• 5.2 密集频谱校正方法综合分析58-61
• 5.3 基于复解析带通滤波器的频谱细化61-62
• 5.4 细化全矢谱62-67
• 5.4.1 细化全矢谱的原理和流程62-63
• 5.4.2 细化全矢谱的实现过程63-65
• 5.4.3 仿真计算65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 6 结论和展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 个人简历 在学期间发表的学术论文及研究成果75

【参考文献】

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本文编号：285867