基于全矢局部均值分解的故障诊断方法及其应用研究

发布时间：2017-08-15 15:23

  本文关键词：基于全矢局部均值分解的故障诊断方法及其应用研究

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【摘要】：旋转机械设备在运行时的实际振动信号通常情况下是非线性、非高斯的非平稳信号，特别是当设备出现故障时。局部均值分解(LMD)方法的本质，是将一个多分量信号自适应地分解成一系列的单分量的调幅-调频信号之和，这使得其非常适合用来处理非平稳性信号。由于同一截面上的不同方向上的信号不论是能量还是结构都存在着较大的差别，，不足以反映设备的真实情况，因而，全信息技术的发展成为了必然的趋势。本文将全矢谱分析技术和局部均值分解（LMD）分析方法相结合，通过仿真实验分析后，将其应用到实验信号以及工程实际信号的旋转机械故障诊断中。主要研究的工作如下： 1、介绍了局部均值分解(LMD)分析方法的理论数值算法，给出了局部均值分解(LMD)分析方法的流程图，通过仿真实验对其有效性进行了验证。 2、通过对单通道信号分析故障特征的不全面引入了基于同源双通道信号的全矢谱技术分析方法，并详细地阐述了其理论基础及数值算法。将全矢谱技术与局部均值分解分析方法相结合，提出了一种新的时频分析方法——全矢局部均值分解（FVLMD）方法，并给出其具体算法及其流程图，且通过仿真实验对其有效性进行了验证。 3、概述了齿轮传动中的失效形式以及故障频谱特征，并用全矢局部均值分解（FVLMD）分析方法对齿轮断齿故障信号进行了分析，结果表明，该方法适用于对齿轮故障信号进行分析。 4、总结了滚动轴承传动的失效形式以及故障频谱特征，并用全矢局部均值分解（FVLMD）分析方法对实验所采集的滚动轴承故障信号进行了具体的分析，验证了该方法的有效实用性。
【关键词】：故障诊断 时频分析 信息融合 全矢谱 局部均值分解 全矢局部均值分解
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 课题的来源、目地及意义10-13
• 1.1.1 课题的来源10
• 1.1.2 课题的目地和意义10-12
• 1.1.3 故障诊断机理的研究发展状况12-13
• 1.2 同源信息融合技术的发展状况13-16
• 1.2.1 全频谱( Full Spectrum )分析方法14
• 1.2.2 全息谱( Holospectrum )分析方法14-15
• 1.2.3 全矢谱( Full Vector Spectrum )分析方法15-16
• 1.3 时频分析方法的发展状况16-20
• 1.3.1 短时傅里叶变换( Short-Time Fourier Transform, STFT )16-17
• 1.3.2 维格纳分布( Wigner-Ville Distribution, WVD )17-18
• 1.3.3 小波变换( Wavelet Transform, WT )18-19
• 1.3.4 希尔伯特变换( Hilbert-Huang Transform, HHT )19-20
• 1.4 局部均值分解(LMD)方法的发展状况及其应用20-21
• 1.5 本文的结构框架21-22
• 1.6 本章小结22-23
• 2 局部均值分解( LMD )方法的基本算法及理论23-36
• 2.1 概述23-26
• 2.1.1 频率和瞬时频率24-25
• 2.1.2 幅度调制(调幅,AM)和频率调制(调频,FM)25-26
• 2.2 局部均值分解 LMD 的数值算法26-31
• 2.3 局部均值分解( LMD )方法的仿真信号分析31-34
• 2.4 LMD 分析方法的特点34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 3 全矢局部均值分解( FVLMD )方法的提出及验证36-50
• 3.1 全矢谱技术36-43
• 3.1.1 全矢谱技术理论基础36-41
• 3.1.2 全矢谱技术的数值算法41-43
• 3.2 全矢局部均值分解( FVLMD )分析方法43-49
• 3.2.1 全矢局部均值分解（LMD）方法及其算法43-45
• 3.2.2 全矢局部均值分解( FVLMD )方法的仿真信号分析45-49
• 3.3 本章小结49-50
• 4 全矢局部均值分解方法在齿轮故障诊断中的应用50-56
• 4.1 齿轮的失效形式及故障的频谱特征50-51
• 4.2 全矢 LMD 分析方法在齿轮故障诊断中的应用51-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 全矢局部均值分解方法在轴承故障诊断中的应用56-63
• 5.1 轴承56-58
• 5.1.1 轴承的失效形式56
• 5.1.2 滚动轴承的典型结构及其特征频率56-57
• 5.1.3 滚动轴承的振动及其故障特征57-58
• 5.2 全矢 LMD 分析方法在滚动轴承故障诊断中的应用58-62
• 5.3 本章小结62-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 创新点及结论63-64
• 6.1.1 创新点63
• 6.1.2 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 个人简历 在校期间发表的学术论文及研究成果70

【参考文献】

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本文编号：678888