基于改进CEEMDAN的往复压缩机轴承间隙故障诊断方法研究

发布时间：2021-11-12 03:38

　　石油化工行业在国家的产业结构中占有重要地位。往复压缩机因其热效率高、结构紧凑、可靠性高等优势,而被广泛应用于石油化工企业。往复压缩机长时间服役,由于其零部件制造和装配存在误差,以及工作环境恶劣等因素,会导致故障的产生。这不仅会给企业带来经济上的损失,同时还会造成严重的安全隐患。因此,往复压缩机的故障诊断一直是人们研究的重点。传统的信号处理方法多应用于旋转机械,应用在往复压缩机上具有一定的局限性。自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）是近几年新提出的一种信号自适应分解方法,通过在分解的每一个阶段添加自适应的白噪声,计算唯一的余量信号获得各模态分量,跟集合经验模态分解（EEMD）、经验模态分解（EMD）相比,其分解误差最低,并且在一定程度上解决了模态混叠问题。由于CEEMDAN在处理信号上的优势,本文在选用CEEMDAN并改进其插值包络线的基础上,与经灰狼优化的精细复合多尺度散布熵（RCMDE）相结合,提出了基于改进CEEMDAN与优化RCMDE的往复压缩机轴承间隙故障诊断方法,并将此方法应用到2D12-70型往复压缩机上,以实现对往复压缩机轴承间隙的故障诊断。首先通过查阅文献,... 

【文章来源】：东北石油大学黑龙江省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三次样条插值包络

第二章CEEMDAN方法理论研究与改进14图2.2三次三角B样条插值包络图2.1,2.2分别为用三次样条和三次三角B样条插值算法绘制的插值曲线。它包含10个插值点，它们的横坐标是0到20之间的奇数，纵坐标是在0到20之间自己随机生成的。从图中我们可以清楚地看到，三次样条插值在部分插值点附近存在过包络现象，因此改变了原始极值点的位置。如将其应用到CEEMDAN算法中，将会影响下一步求取均值曲线，进而影响分解效果。相比之下，三次三角B样条插值方法可以有效避免这一问题，且不改变极值点的位置。2.2.3改进的CEEMDAN算法该算法的核心是用三次三角B样条插值替代传统CEEMDAN中的三次样条插值。改进CEEMDAN算法其实是对EMD进行改进。这里首先给出用三次三角B样条改进的EMD算法，其步骤如下：（1）设待分析的信号为x(t)，求出x(t)的所有最大值和最小值。（2）设置参数值，并通过三次三角B样条插值法将最大值和最小值分别连接到上下两个包络，然后计算平均曲线m(t)。（3）从x(t)减去平均曲线m(t)并生成新信号1C(t)。确定1C(t)是否符合IMF的条件。如果符合，则1C(t)=x(t)m(t)为第一个IMF分量；否则，将1C(t)作为新的待分析信号，重复步骤（1）—（3），直到找到第一个IMF，命名为1C(t)。（4）从x(t)中减去找到的1C(t)，得到一个新的残差信号1r(t)，然后如上所述对1r(t)进行分解，得到第二个IMF分量，命名为2C(t)。如此重复，直到最后一个残差信号无法分解，即足够小或变为单调函数。最后原信号x(t)可分解为若干个IMF分量和一个残差分量，假设有n个IMF分量，i=1,2,...,n。即：1()()()ninixtCtrt==+(2-24)式中()nrt为残差分量。

2.3.1 仿真信号分析 为了验证本章提出的基于三次三角 B 样条插值改进的 CEEMDAN 方法的有效性，构造仿真信号如下所示： 1s(t) =exp( 450 t) sin(2 2500 t) (2-30) 2s(t) =sin(196 t) (2-31) 1 2s(t) =s(t) +s(t) (2-32) 该仿真信号 s(t) 是由周期冲击信号1s(t) 和正弦信号2s(t) 组成。其采样频率为8192Hz。采样点为 4097 个点。采样时间为 0.5s。该仿真信号 s(t)及其分量的波形如图2.4 所示。


本文编号：3490089