基于频谱和GEMD包络谱分析的旋转机械故障定位研究

发布时间：2017-08-16 19:36

  本文关键词：基于频谱和GEMD包络谱分析的旋转机械故障定位研究

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【摘要】：频谱分析技术通过分析采集到的振动信号,来判断机械设备的运转状态,达到故障诊断的目的,但目前一般的频谱分析技术是基于单一的谱进行故障诊断分析,虽然此类故障诊断分析技术有了一定的诊断准确率,但不是很高。在旋转机械轴承的故障诊断中大部分依靠经验模态分解方法,但在其分解过程中需要提前求出数据函数的极值点,并且保证完整提取出极值点信号,这限制了经验模态分解的应用。 本文研究基于多频谱分析算法和GEMD的分析算法的故障诊断,具体工作如下： (1)针对目前的频谱分析技术多为单一频谱分析且诊断精度不高的现象,研究得出多频谱分析算法。此算法基于排除分析法的原理,利用单一频谱分析时,会出现干扰故障,此时采用诊断结果两两相结合,排除干扰的信号,进行故障诊断。 (2)针对经验模态分解时的极值点求解问题,利用遗传算法在目标函数无法求导或者导数不存在的情况下仍能进行最优化求解的特性,首先求出数据函数的极值点,保证得到完整的极值点,然后进行经验模态分解,最后构造包络谱,进行故障诊断分析。 (3)将多频谱分析算法应用在旋转机械轴的故障诊断中,实验验证了该算法的可行性,并较单一频谱分析的故障诊断,提高了诊断准确率。旋转机械轴承故障信号多为高频信号,GEMD的包络谱分析算法能够很好的提取出高频信号,因此将此算法应用在滚动轴承的故障诊断中,通过试验验证了该算法的可行性和有效性。
【关键词】：振动信号 频谱分析 遗传算法 经验模态分解 故障诊断
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 研究背景9-10
• 1.3 研究意义10-11
• 1.4 旋转机械故障诊断技术研究及发展概况11-13
• 1.4.1 国外研究发展现状11-12
• 1.4.2 国内研究发展现状12-13
• 1.5 论文结构13-15
• 第二章 旋转机械故障诊断研究方法15-29
• 2.1 时域分析法15-20
• 2.1.1 有量纲分析法16-17
• 2.1.2 无量纲分析法17-20
• 2.2 频域分析法20-27
• 2.2.1 频谱分析法21-23
• 2.2.2 功率谱分析法23-24
• 2.2.3 倒频谱分析法24-26
• 2.2.4 多频谱分析法26-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 GEMD包络谱故障诊断分析算法29-47
• 3.1 EMD及应用29-35
• 3.1.1 固有模态函数29-30
• 3.1.2 EMD原理30-31
• 3.1.3 EMD应用31-35
• 3.2 遗传算法35-42
• 3.2.1 遗传算法原理36-38
• 3.2.2 遗传算法特点38-39
• 3.2.3 遗传算法研究内容及前景39-40
• 3.2.4 遗传算法的应用40-42
• 3.3 包络谱算法42-43
• 3.3.1 包络定理42-43
• 3.3.2 包络谱43
• 3.4 基于GEMD的包络谱分析法43-45
• 3.4.1 遗传算法的极值点求法43-44
• 3.4.2 基于GEMD的包络谱算法44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 多频谱分析方法在机械轴故障诊断中的应用47-63
• 4.1 机械轴47-48
• 4.2 试验及分析48-61
• 4.2.1 实验平台48-54
• 4.2.2 实验结果分析54-61
• 4.3 本章小结61-63
• 第五章 GEMD包络谱分析方法在圆锥滚子轴承故障诊断中的应用63-71
• 5.1 滚动轴承机械结构63-65
• 5.2 滚动轴承常见故障65-66
• 5.3 实验分析66-69
• 5.4 本章小结69-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-81
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录81
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李文超;;现代功率谱估计在设备故障诊断应用[J];传感器世界;2012年02期

2 苏玉香;刘志刚;李科亮;霍柏超;;一种改善EMD端点效应的新方法及其在谐波分析中的应用[J];电工电能新技术;2008年02期

3 张雄希;李保国;;小波与倒频谱分析法在异步电机故障诊断中的应用[J];大电机技术;2010年05期

4 张衍广;林振山;李茂玲;梁仁君;;基于EMD的山东省GDP增长与耕地变化的关系[J];地理研究;2007年06期

5 孙发亮;李兰涛;王贞珍;;遗传算法在水电站厂内经济运行中的应用[J];水科学与工程技术;2007年02期

6 刘颖,张民,张永辉;基于模糊理论和频谱分析的电力电子设备的故障诊断[J];海军工程大学学报;2005年01期

7 岑健;张清华;胥布工;高廷玉;;无量纲免疫检测器在缓变故障检测中的应用[J];华南理工大学学报(自然科学版);2009年05期

8 李明;李雪铭;;基于遗传算法改进的BP神经网络在我国主要城市人居环境质量评价中的应用[J];经济地理;2007年01期

9 刘慧婷,张e，

本文编号：685170