旋转机械矢双谱分析及故障诊断应用研究

发布时间：2020-11-17 04:43

　　基于信息融合的全矢谱技术是全信息分析方法之一，它针对转子的涡动特性，有效地融合了两个通道的信息，真实地反映了转子的空间振动。高阶谱技术是处理非线性、非高斯信号的有力工具，它能有效地消除信号中的高斯噪声，在反映信号能量的同时，还保留了信号的相位信息。而在高阶谱分析中，双谱具有高阶谱的所有特性，并且它的阶次是最低的，计算量也是最小的。由于传统双谱只停留在单通道分析的基础上，在不同位置测得的信号的双谱无论是在能量上还是在结构上都有差异，因此，这给机械故障诊断的确诊带来很大的困难。基于此，本文将矢谱分析思想引入到双谱分析中，为该问题的解决提供了一种新的思路。研究的主要内容如下：简要介绍了高阶统计量理论，着重讨论了双谱分析方法及其算法、性质、物理意义和应用范围，并将其应用到滚动轴承的故障诊断中去，分三种情况进行了深入研究： (1)不同轴承故障类型的双谱特性比较； (2)在相同载荷下，同一故障的不同严重程度时的双谱特性分析； (3)不同工况对轴承故障双谱特性的影响。结果表明，双谱分析方法在处理滚动轴承故障中是可行的、有效的。针对传统单通道双谱分析的不足，即对不同方向的信号分析会得到不同的双谱特征，结果具有不确定性，将传统单通道双谱分析延拓到矢量振动信号上，整合了矢谱和双谱两者的优点，提出了矢双谱分析的概念，阐述了其定义、算法和性质，并应用到旋转机械的故障特征提取中去，仿真和实验均表明，矢双谱方法能有效融合两个通道的信息，更全面、真实地反映转子的振动情况。该方法可行，有效。针对倒频谱和高阶倒谱在分析复杂信号、调制信号中的独特优势，介绍了相关知识，并将高阶倒谱分析延拓到矢量振动信号领域，在矢双谱的基础上，提出了矢倒双谱的概念，阐述了其定义、算法和性质，通过对工程实际信号的分析表明，该办法能有效消噪，识别信号中的周期成分，更重要的是能融合两个通道的倒双谱信息，为故障诊断提供可靠依据。最后，简要介绍了RBF网络，结合矢双谱分析的优点，提出了旋转机械的矢双谱—RBFN诊断方法，以在转子实验台采集的三种典型故障数据为研究对象，对所提出的方法进行实验研究，结果表明了该方法的可行性和有效性。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH17
【部分图文】：

双谱,轴承