小波变换在转子故障诊断中若干问题的研究
发布时间：2021-05-20 17:37
转子是旋转机械最主要的部件,而旋转机械广泛应用于石油、化工、机械、冶金、电力等行业,因此转子的故障诊断越来越被人们重视。随着科学技术的发展,国内外学者提出了很多故障诊断的新方法、新技术,并在实际工程中得到了应用。小波变换是信号处理的前沿技术,本文对其在转子故障诊断中的应用进行了深入探讨和研究。1)在查阅大量文献的基础上,介绍旋转机械故障诊断的意义、内容和国内外发展现状及趋势,并概括故障诊断的常用方法;介绍小波基础理论,其中包括小波变换、多分辨率分析、Mallat算法、小波包理论等。2)在Bently RK4转子实验台上模拟转子系统的四种运行状态,包括正常、不平衡、径向碰摩和油膜涡动,获取转子不同恒速状态下的振动信号,为进一步研究小波变换提供可用的实验数据。3)研究小波基的选择,对Daubechies小波系进行分析比较,最后选用db3小波基,并用实测信号进行验证,取得了较好的检测效果。4)研究信号的小波消噪,对消噪阈值进行分析比较并选取,采用小波软阈值启发式阈值法对实验台上测取的转子染噪信号和电厂实测的燃气轮机转子染噪的振动信号进行消噪处理,得到了满意的消噪效果。5)研究小波奇异性检测,...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 旋转机械故障诊断的意义和内容
1.1.1 旋转机械故障诊断的意义
1.1.2 旋转机械故障诊断的内容
1.2 旋转机械故障诊断的现状和发展趋势
1.2.1 旋转机械故障诊断的现状
1.2.2 旋转机械故障诊断的发展趋势
1.3 旋转机械故障诊断的方法
1.4 本文的创新点
1.5 本文的主要工作
第二章 小波分析理论
2.1 傅里叶分析方法
2.1.1 频域分析方法
2.1.2 时频局部化分析方法
2.2 小波变换的历史和现状
2.3 连续小波变换
2.4 离散小波变换
2.5 多分辨分析
2.5.1 函数多尺度逼近
2.5.2 多分辨分析定义
2.5.3 多分辨分析性质
2.6 MALLAT 算法
2.6.1 尺度空间的有限分解及数据表征
2.6.2 分解算法
2.6.3 回复算法
2.6.4 初始数据的选用
2.7 小波包理论
第三章 转子振动实验
3.1 转子振动特性
3.2 转子故障形式
3.3 实验装置简介
3.4 实验参数设置
3.5 实验准备工作
3.5.1 传感器标定
3.5.2 单面动平衡
3.6 振动测试结果
第四章 小波变换在转子故障诊断中的应用
4.1 小波基选择的原则和方法
4.1.1 小波基的性质
4.1.2 Daubechies 正交小波
4.1.3 小波基的选择
4.1.4 实例
4.2 小波分析用于信号消噪
4.2.1 小波消噪的原理
4.2.2 小波消噪的步骤和方法
4.2.3 消噪阈值的选取
4.2.4 实例
4.3 小波变换奇异性检测
4.3.1 信号的奇异性表征
4.3.2 信号突变程度的Lipschitz 指数计算
4.3.3 信号突变点位置的检测
4.4 小波包与神经网络相结合的分析方法
4.4.1 基于小波包分解的信号特征提取
4.4.2 BP 神经网络
4.4.3 小波包BP 网络故障诊断
4.5 转子故障诊断软件的开发
4.5.1 VB 与Matlab 混合编程的特点
4.5.2 混合编程的原理及方法
4.5.3 转子故障诊断软件的功能界面
4.5.4 软件编程的具体实现
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]MATLAB与VB混合编程技术研究[J]. 谭炎,张凌燕. 微计算机信息. 2006(15)
[2]燃气轮机运行故障及典型事故的处理[J]. 张旋洲. 燃气轮机技术. 2006(01)
[3]傅里叶变换与小波变换在信号故障诊断中的应用[J]. 孙丽颖,屈丹,闫钿. 辽宁工学院学报. 2005(03)
[4]基于小波变换的信号奇异性分析[J]. 徐丙莲,羿旭明. 数学杂志. 2004(06)
[5]基于MATLAB的奇异信号检测中小波基选择研究[J]. 陈希平,毛海杰,李炜. 计算机仿真. 2004(11)
[6]基于小波包-神经网络故障诊断系统研究[J]. 王树亮,王东,冯珍,郝月照,刘桂林. 南京理工大学学报(自然科学版). 2004(04)
[7]燃气轮机的振动故障分析[J]. 董建国,田剑波. 燃气轮机技术. 2004(02)
[8]基于小波包和径向基神经网络轴承故障诊断[J]. 王国锋,王子良,秦旭达,王太勇. 北京科技大学学报. 2004(02)
[9]小波分析和神经网络技术在故障诊断中的应用[J]. 王计生,黄惟公,喻俊馨. 振动、测试与诊断. 2004(01)
[10]一种高效融合MATLAB与VB的编程技术[J]. 杨莉. 信息与电子工程. 2003(03)
博士论文
[1]小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用研究[D]. 张君.华北电力大学（河北） 2005
硕士论文
[1]转子系统振动故障分析与诊断[D]. 陈书凯.南京航空航天大学 2005
[2]小波分析在故障诊断中的应用[D]. 周小勇.上海海运学院 2001
本文编号：3198161
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 旋转机械故障诊断的意义和内容
1.1.1 旋转机械故障诊断的意义
1.1.2 旋转机械故障诊断的内容
1.2 旋转机械故障诊断的现状和发展趋势
1.2.1 旋转机械故障诊断的现状
1.2.2 旋转机械故障诊断的发展趋势
1.3 旋转机械故障诊断的方法
1.4 本文的创新点
1.5 本文的主要工作
第二章 小波分析理论
2.1 傅里叶分析方法
2.1.1 频域分析方法
2.1.2 时频局部化分析方法
2.2 小波变换的历史和现状
2.3 连续小波变换
2.4 离散小波变换
2.5 多分辨分析
2.5.1 函数多尺度逼近
2.5.2 多分辨分析定义
2.5.3 多分辨分析性质
2.6 MALLAT 算法
2.6.1 尺度空间的有限分解及数据表征
2.6.2 分解算法
2.6.3 回复算法
2.6.4 初始数据的选用
2.7 小波包理论
第三章 转子振动实验
3.1 转子振动特性
3.2 转子故障形式
3.3 实验装置简介
3.4 实验参数设置
3.5 实验准备工作
3.5.1 传感器标定
3.5.2 单面动平衡
3.6 振动测试结果
第四章 小波变换在转子故障诊断中的应用
4.1 小波基选择的原则和方法
4.1.1 小波基的性质
4.1.2 Daubechies 正交小波
4.1.3 小波基的选择
4.1.4 实例
4.2 小波分析用于信号消噪
4.2.1 小波消噪的原理
4.2.2 小波消噪的步骤和方法
4.2.3 消噪阈值的选取
4.2.4 实例
4.3 小波变换奇异性检测
4.3.1 信号的奇异性表征
4.3.2 信号突变程度的Lipschitz 指数计算
4.3.3 信号突变点位置的检测
4.4 小波包与神经网络相结合的分析方法
4.4.1 基于小波包分解的信号特征提取
4.4.2 BP 神经网络
4.4.3 小波包BP 网络故障诊断
4.5 转子故障诊断软件的开发
4.5.1 VB 与Matlab 混合编程的特点
4.5.2 混合编程的原理及方法
4.5.3 转子故障诊断软件的功能界面
4.5.4 软件编程的具体实现
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]MATLAB与VB混合编程技术研究[J]. 谭炎,张凌燕. 微计算机信息. 2006(15)
[2]燃气轮机运行故障及典型事故的处理[J]. 张旋洲. 燃气轮机技术. 2006(01)
[3]傅里叶变换与小波变换在信号故障诊断中的应用[J]. 孙丽颖,屈丹,闫钿. 辽宁工学院学报. 2005(03)
[4]基于小波变换的信号奇异性分析[J]. 徐丙莲,羿旭明. 数学杂志. 2004(06)
[5]基于MATLAB的奇异信号检测中小波基选择研究[J]. 陈希平,毛海杰,李炜. 计算机仿真. 2004(11)
[6]基于小波包-神经网络故障诊断系统研究[J]. 王树亮,王东,冯珍,郝月照,刘桂林. 南京理工大学学报(自然科学版). 2004(04)
[7]燃气轮机的振动故障分析[J]. 董建国,田剑波. 燃气轮机技术. 2004(02)
[8]基于小波包和径向基神经网络轴承故障诊断[J]. 王国锋,王子良,秦旭达,王太勇. 北京科技大学学报. 2004(02)
[9]小波分析和神经网络技术在故障诊断中的应用[J]. 王计生,黄惟公,喻俊馨. 振动、测试与诊断. 2004(01)
[10]一种高效融合MATLAB与VB的编程技术[J]. 杨莉. 信息与电子工程. 2003(03)
博士论文
[1]小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用研究[D]. 张君.华北电力大学（河北） 2005
硕士论文
[1]转子系统振动故障分析与诊断[D]. 陈书凯.南京航空航天大学 2005
[2]小波分析在故障诊断中的应用[D]. 周小勇.上海海运学院 2001
本文编号：3198161
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