Hilbert-Huang变换在旋转机械故障诊断中的应用研究

发布时间：2021-02-19 23:14

　　本文介绍了旋转机械故障诊断的基本知识和常用的时频分析方法,详细研究分析了一种新的时频分析理论-Hilbert-Huang变换（HHT）,针对其端点问题,提出了改进算法,并将Hilbert-Huang变换应用于旋转机械故障诊断。从理论上说明了Hilbert-Huang变换在振动信号时—频分析中的优越性,及其在故障诊断应用中的原理、方法。在理论分析的基础上,通过组建的一整套转子碰摩故障信号采集、分析系统,经过大量实验,得到经典的碰摩故障信号。用EMD方法分解处理实验采集所得到的信号,然后进行Hilbert变换,获得了信号的时频特征,说明Hilbert-Huang变换在转子动静碰摩故障特征提取方面具有更好的效果。 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

－1信号的时域、频域、时频联合描述

频域分析内容十分丰富，主要包括有幅值谱、相位谱、功率谱（密度）、细化谱和频率响应函数等。频域分析的基础是 Fourier 变换因此通常也称为 Fourier 分析，在测试仪器中又 Fourier 分析的实现是基于快速 Fourier 变换的，因此相应的测试仪器也称为 FFT 分析仪，是目前最基本的旋转机械特征分析仪器。2.3.2 旋转机械特征分析中 Fourier 分析方法的不足Fourier 分析在信号处理中的地位仍然是不可替代的。式（2－1）和（2－2）是Fourier 分析的基本方法。Fourier 变换是一种整体变换，存在一对基本矛盾：时域与频域的局部化矛盾，即若想在时域上得到信号足够精确的信息，就得不到信号在频域上的信息，反之亦然。因此，Fourier 分析适合分析频率不随时间变化的线性、平稳信号，以及对信号作全局分析；而不适合分析频率随时间变化的非线性、非平稳信号，以及对信号作局部分析。如图 2.2 所示，对两个在不同时刻以不同方式变化但含有相同频率成份的线性调频信号，图中的时频谱图和下端的时域波形清晰的显示了这两个信号频率的发生时间和变化规律的截然不同，但图左边的 Fourier 频谱却是完全相同的。

华北电力大学硕士学位论文( )( ) arctan( )Y ttX tθ = 论上，有无数多种方法可定义解析信号 Z (t )的虚部，但是通过3－2）虚部的定义方法唯一。使用希尔伯特变换，把瞬时频d (t )dtθω = 式（3－5）定义的瞬时频率是时间t的单值函数，在任何时间率。时频率和Fourier 频率是两个既相关又不同的概念，许多学者瞬时频率和 Fourier 频率是完全不同的概念，只是由于它们，使得这两个概念经常混淆。


本文编号：3041838