基于HHT变换的滚动轴承故障诊断的研究

发布时间：2017-06-04 18:05

  本文关键词：基于HHT变换的滚动轴承故障诊断的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：故障信息的特征信号提取是滚动轴承故障诊断中最重要、最关键、最困难的问题之一。 本文介绍了短时傅立叶变换、Winger-Ville分布、谱图法、小波变换和小波包分析等传统时频分析方法，以及这些方法在滚动轴承故障信号这类的非平稳信号中的应用中的局限性。引入了Hilbert-Huang变换(HHT)。HHT是一种新的具有自适应的时频分析方法，，它可以根据信号的局部时频特征进行自适应的时频分解，克服了传统方法中用无意义的谐波分量来表示非平稳信号的缺陷，并可得到极高的时频分辨率，非常适合对非平稳信号进行分析。在研究了HHT在滚动轴承故障诊断中的应用的基础上，本文主要做了以下三个部分的工作： 在分析滚动轴承的运行特点、故障机理和故障特征的基础上，对于复杂情况下滚动轴承振动信号非平稳、非线性特征难以提取问题，总结了常用诊断方法的使用范围及其局限性。 研究了HHT变换在滚动轴承故障诊断中的应用状况，对于HHT变换目前存在的问题，提出了改进的离散余弦变换(DCT)解决模态混叠的方法；提出了能量门限和敏感IMF选择相结合来识别真假IMF和敏感IMF的方法。 在改进了HHT变换的基础上，提出了改进的EMD的滚动轴承故障诊断方法、改进的DCT和EMD的滚动轴承故障诊断方法以及改进的DCT-EMD滚动轴承故障诊断方法，并证明了这些方法的可行性和准确性。
【关键词】：滚动轴承故障 Hilbert-Huang变换 DCT变换 能量门限 敏感IMF
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.33;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 滚动轴承故障诊断的意义10-11
• 1.2 滚动轴承故障诊断技术的发展过程及趋势11-14
• 1.2.1 滚动轴承故障诊断技术的研究现状11-12
• 1.2.2 滚动轴承损伤的常用检测方法12-13
• 1.2.3 滚动轴承故障诊断的发展趋势13-14
• 1.3 本文主要研究内容与章节安排14-15
• 第2章 滚动轴承的基础知识及其振动分析方法15-33
• 2.1 滚动轴承的物理模型及其参数15-17
• 2.1.1 滚动轴承的物理模型及其参数15
• 2.1.2 滚动轴承的频率特征15-17
• 2.2 滚动轴承的主要损伤形式及其原因17-19
• 2.3 滚动轴承的振动及其频率19-22
• 2.4 滚动轴承故障诊断的振动分析方法22-30
• 2.4.1 滚动轴承故障诊断的时域指标及分析方法23-25
• 2.4.2 滚动轴承故障诊断的频域指标及分析方法25-28
• 2.4.3 故障轴承故障诊断的时频分析方法28-30
• 2.5 滚动轴承故障诊断试验简介30-32
• 2.5.1 实验装置30-31
• 2.5.2 滚动轴承故障设置及其参数31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 HILBERT-HUANG 变换的基本概念与理论33-54
• 3.1 基本概念34-37
• 3.2 EMD 分解的原理与算法37-41
• 3.2.1 EMD 分解的原理37-41
• 3.2.2 EMD 算法的具体步骤与流程图41
• 3.3 EMD 方法的优点41-43
• 3.4 HILBERT 谱和 HILBERT 边际谱43-44
• 3.5 仿真实验44-48
• 3.6 HHT 中存在的问题及其改进方法48-52
• 3.6.1 欠包络与过包络问题48-49
• 3.6.2 内禀模态函数判据问题49-50
• 3.6.3 端点效应问题50
• 3.6.4 模态混叠问题50-52
• 3.7 本章总结52-54
• 第4章 改进的 HHT 变换在滚动轴承故障诊断中的应用54-64
• 4.1 基于改进的 DCT-HHT 的滚动轴承故障诊断法56-59
• 4.2 基于改进的 HHT 的滚动轴承故障诊断方法59-61
• 4.3 基于改进的 DCT 与改进的 HHT 的滚动轴承故障诊断方法61-63
• 4.4 本章总结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果69-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 党保华;朱德荣;杜志强;王淑珍;余炳辉;;基于IPSO优化BP神经网络的滚动轴承故障诊断[J];轴承;2011年07期

2 李敏;傅攀;;EMD和Elman神经网络在滚动轴承故障诊断中的应用[J];四川兵工学报;2011年08期

3 李宏伟;刘宇航;杨辉;;经验模式分解改进算法的比较[J];东北水利水电;2010年04期

4 黎洪生,吴小娟,葛源;EMD信号分析方法端点问题的处理[J];电力自动化设备;2005年09期

5 岳红利;田慕琴;;基于分形维数的电机轴承故障诊断[J];电气技术;2011年01期

6 陈彦龙;张培林;徐超;李胜;;基于DCT和EMD的滚动轴承故障诊断[J];电子测量技术;2012年02期

7 胡维平;莫家玲;龚英姬;赵方伟;杜明辉;;经验模态分解中多种边界处理方法的比较研究[J];电子与信息学报;2007年06期

8 章浩;;滚动轴承故障诊断技术研究[J];湖南农机;2010年09期

9 焦卫东;朱有剑;;基于EMD与倒谱分析的轴承故障诊断[J];机电工程;2009年02期

10 林婉如;熊盛武;谢啸虎;;局部经验模态分解算法[J];计算机工程与应用;2011年13期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陆爽;基于现代信号分析和神经网络的滚动轴承智能诊断技术研究[D];吉林大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 王勇;滚动轴承振动信号在线分析系统[D];河南科技大学;2011年

2 王小玲;频带熵方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用[D];上海交通大学;2012年

3 于伟凯;EMD时频分析方法的理论研究与应用[D];燕山大学;2006年

4 张璇;基于小波包和EMD的滚动轴承故障信号分析[D];北京化工大学;2008年

5 李刚;Hilbert-Huang变换在干式真空泵故障诊断中的应用研究[D];燕山大学;2008年

  本文关键词：基于HHT变换的滚动轴承故障诊断的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：421709