基于小波变换及HHT的轴承故障诊断应用研究

为研究滚动轴承故障问题,将小波变换及HHT(Hilbert-Huang变换)相结合的分析方法,应用于强噪声背景下轴承信号故障的提取.首先将轴承故障信号利用小波变换进行降噪处理,然后应用HHT得到希尔伯特边际谱,从中提取故障特征信息.为准确诊断故障,将方法应用于分析采集的分别具有外圈和内圈损伤的滚动轴承振动信号,并与直接运用HHT分析作比较.结果表明,方法降低了噪声对HHT对振动故障信号分析的干扰,能够更有效的提取轴承故障特征信息,提高轴承故障诊断率.     

矿用电动机振动信号早期故障特征提取方法

针对现有矿用电动机振动信号故障特征提取方法存在依赖参数设置、频率混叠、信号失真等问题,提出了一种基于双树复小波变换的矿用电动机振动信号早期故障特征提取方法。利用双树复小波变换对采集的矿用电动机振动信号进行分解,得到各层双树复小波系数,并采用软阈值滤波对各层双树复小波系数进行滤波处理,滤波处理后的双树复小波系数经双树复小波变换重构获得去噪信号。应用结果表明,该方法能有效去除电动机振动信号中噪声,提取的早期故障特征能很好地反映电动机实际运行工况,为电动机早期故障诊断提供了有效依据。     

基于局部特征尺度分解与瞬时频率谱的齿轮故障诊断

齿轮故障振动信号具有非平稳、非线性特征,且可视为多个调幅-调频分量的叠加,单个调幅-调频分量的瞬时频率蕴含了齿轮的故障特征;为了将信号准确分解、获得单分量的瞬时频率,进而根据瞬时频率谱进行齿轮故障诊断,提出了局部特征尺度分解与瞬时频率谱相结合的故障诊断方法;该方法首先对齿轮振动信号运用局部特征尺度分解,得到若干个瞬时频率有物理意义的内禀尺度分量,然后分别应用希尔伯特变换技术求取每个分量的瞬时频率,并对瞬时频率进行傅里叶变换得到瞬时频率谱,最后根据瞬时频率谱进行故障诊断;对齿轮断齿故障实验数据进行了方法有效性分析,分析结果表明:该方法不仅能够准确诊断出齿轮箱故障情况,还能定位发生故障的齿轮,该方法可有效地应用于齿轮故障诊断。     

一种推挽式电路故障诊断方法的仿真研究*

提出了基于小波变换和神经网络的推挽式电路故障诊断方法。先仿真得到各种故障状态下的输出电压信号,然后对输出电压信号进行Daubechies小波变换获取多尺度低频系数和高频系数,并对小波系数进行处理提取故障特征量,最后利用故障特征矢量训练神经网络确定了推挽式电路故障诊断的神经网络模型。仿真结果表明基于小波变换和神经网络的推挽式电路故障诊断方法取得了较好的效果。     

自适应经验小波塔式分解的齿轮微弱故障诊断方法

针对强背景噪声下齿轮微弱故障特征难以有效提取的问题,本文提出了一种基于自适应经验小波塔式分解的齿轮故障诊断方法 .首先,在齿轮故障信号傅立叶变换基础上,通过设定分解层数对信号频谱进行有效划分,进行经验小波变换;然后进一步提出时-频峭度指标,绘制信号在不同分解层数下各分量信号的时-频峭度图,确定所感兴趣的最优共振频段范围;最终得到最优单分量信号,利用包络解调分析提取齿轮微弱故障特征.采用所提方法对齿轮故障信号进行分析,结果表明该方法可以有效提取齿轮微弱故障特征,而传统经验小波方法因为受强背景噪声影响较大,无法准确提取齿轮微弱故障特征信息.     

基于Daubechies 小波的图像边缘检测技术

利用Daubechies 正交小波变换的性质,通过Mallat 多尺度分析方法对图 像进行小波变换,把图像分解成低频轮廓,水平高频、垂直高频和斜线高频四个部分。针对 图像边缘主要集中在高频部分,该文先保持小波变换后的高频小波系数,同时对低频小波系 数进行再次小波变换,提取出次高频信号的边缘信息。最后对保留下来的高频小波系数和次 高频小波系数进行逆变换获取最大边缘信息。     

小波分析算法研究及在齿轮与滚动轴承故障诊断中应用

分析了齿轮与滚动轴承故障振动信号的特征,利用小波变换的分解和重构算法,有效地提取出齿轮与滚动轴承故障特征信号,得到实验结果.通过比较频谱分析和小波分析的特点,有效地证明了小波分析在微弱故障信号提取中的优势.     

一种基于小波变换的混沌图像加密方法

给出一种在二维小波变换基础上,进行混沌映射,将图像加密的方法.该方法应用二维小波分解算法分解图像信息,从分解结构中提取二维信号的低频系数和高频系数,再分别对其实行混沌猫映射,从而完成图像的加密.解密时,首先对系数进行猫映射的逆映射,然后利用提取出的低频系数和高频系数进行二维小波重构,实现对原始图像的解密.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于经验小波变换的结构损伤特征提取

为了更好地提取结构损伤特征信息,提出了基于经验小波变换(EWT)和希尔伯特变换的振动信号分析方法。首先,用EWT对结构损伤加速度振动信号的频谱进行自适应分割,然后提取不同的调幅-调频(A M-AF)分量,最后对其进行希尔伯特变换,获取瞬时频率。仿真和工程实验结果表明:经验小波变换相对于经验模态分解(E MD)可以更好地提取信号的各个特征分量,为信号时频处理奠定基础,且分解的模态少,不存在虚假模态。同时,EWT与Hilbert的结合更进一步验证了该方法的有效性。     

一种模拟电路的支持向量机故障诊断方法

系统地提出了模拟电路的最小二乘小波支持向量机故障诊断方法。从测试点得到各种故障状态下的输出电压信号，对输出电压信号进行小波去噪，对信号进行小波分解获取多尺度的低频系数和高频系数，并对小波系数进行处理从而提取出故障特征量，以此作为学习样本来训练最小二乘小波支持向量机，确定其模拟电路故障诊断的模型。雷达系统电路仿真结果表明了模拟电路的小波变换和最小二乘小波支持向量机故障诊断方法取得了较好的效果。     

基于小波包分析的电机滚动轴承故障诊断

电机滚动轴承发生故障时的信号是非平稳的,小波包变换对故障特征提取有明显的优势,给出了利用小波包对故障信号进行分析的方法。确定轴承参数以及对故障信号的采集,并计算各类故障特征频率,选择小波基和确定最佳的分解层数,之后在Matlab软件环境下对信号进行小波包分解和重构,得到滚动轴承各类故障信号的功率谱,最后把实验结果与计算结果做对比,证实了该方法可以有效地把轴承中的故障信息成分检测出来,从而判断滚动轴承的故障类型。     

采用小波变换和盲源分离的电机轴承故障诊断

针对地铁车辆转向架牵引电机轴承故障,提出一种结合小波变换和盲源分离的轴承故障识别方法.首先从原始信号频谱中判断轴承高频共振信号的大致频带范围以确定小波分解层数;其次利用小波分解提取轴承高频共振信号成分;然后利用盲源分离方法从小波分解后的重构高频信号中分离故障特征信号;最后对故障特征信号进行Hilbert解调并通过包络谱分析提取故障特征频率.对上海地铁某型地铁车辆转向架牵引电机进行试验,试验结果证明该方法能清晰、准确地识别轴承故障特征.     

基于HHT变换的起动电动机特征信号时频分析

针对车辆起动电动机电气和机械故障发生时特征信号的时变不平稳特性,进行了时频域分析处理,提出了利用现代信号处理方法对故障信号提取特征向量的方法,主要对起动电动机的电枢和轴承故障进行诊断。在构建电机故障测试实验平台的基础上,利用破坏性实验构造了故障类型,测取了电枢电流和振动信号,分别采用小波分析理论和HHT变换对信号进行分析,通过分解再重构的方式将信号分解成了频率由高到低的不同分量,并获得了故障的特征频率,提取了特征向量。实验结果表明,基于HHT变换的现代信号处理方法在处理时变非平稳信号方面比小波分析理论更具有自适应性,更易识别。     

基于Bayes阈值估计的小波在转子故障信号降噪中的运用

提出了一种有效的转子故障信号的降噪方法.该方法利用概率统计的最优估计原理对样本信号进行估计,增加了小波阈值参数的可靠性.根据Bayes估计风险最小的原则,对不同子带的小波系数估计小波阈值,通过软阈值函数进行逐层降噪,对降噪后的信号进行重构,达到对转子故障信号降噪.把从多功能振动实验台上取得的转子故障振动信号,利用该方法进行降噪.并将降噪结果与Birge-Massart小波阈值降噪法和Donoho小波阈值降噪法的处理结果进行比较,结果显示使用Bayes(贝叶斯)阈值估计降噪法处理的信号能够很好地保留信号的细节部分,而且信噪比(SNR)也有明显提高.     

基于离散小波变换和随机森林的轴承故障诊断研究

针对不同工况下数据特征选择困难和单一分类器在滚动轴承故障诊断中识别率较低等问题,提出了一种基于离散小波变换和随机森林相结合的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先利用离散小波变换分解振动信号,得到n层近似系数;然后创新性地采用sigmoid熵构造出n维特征向量,sigmoid熵能较好地提取非平稳信号的特征,提高诊断准确率;最后采用随机森林对滚动轴承不同故障信号进行分类。实验采用西储凯斯大学轴承数据中心网站提供的轴承数据,与传统分类器(KNN和SVM)以及单个分类回归树CART进行对比分析,结果表明该方法具有更好的诊断效果。     

基于改进小波包阈值降噪的滚动轴承故障分析

具有非平稳特性的滚动轴承振动信号易受到外界噪声干扰,且传统的小波包硬、软阈值函数降噪方法无法根据信号中的噪声干扰情况自适应调节。因此,提出一种基于排列熵的改进小波包阈值降噪方法,并与自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEMDAN)相结合进行故障信号分析。首先,对采集的滚动轴承故障信号进行改进小波包阈值降噪处理,然后将降噪信号进行CEEMDAN处理,分解得到一系列固有模态分量(IMF),根据相关系数选择IMF,并作包络谱分析。最后对滚动轴承实际振动信号的故障分析,证明了此方法的有效性。     

基于有理双树复小波和SVM的滚动轴承故诊断方法

滚动轴承故障类型被支持向量机(SVM)智能识别的关键是故障特征的提取。为了提取最优的故障特征,提高SVM的分类识别精度,提出了基于有理双树复小波和SVM的滚动轴承故障诊断方法。首先通过双树复小波包变换将非平稳的振动信号分解得到不同频带的分量,然后对每个分量求能量并作归一化处理,最后将从各个频带分量中提取的能量特征参数作为支持向量机的输入来识别滚动轴承的故障类型。研究结果表明该方法可以有效、准确地识别轴承的故障模式。     

电力电子电路故障的小波分形检测方法

根据电力电子装置故障产生的信号表现的奇异性,提出了一种基于小波分析的电力电子开路故障的小波分行检测方法。以三相桥式整流电路的开路故障为研究对象,将各类故障的电压输出波形进行多尺度分解,然后利用改进的关联维数计算方法计算不同故障状态下的关联维数,来刻画不同故障对应的不规则程度判断故障的类型,通过判断出现奇异性的时机判断具体器件的开路故障。最后给出故障诊断的算法,仿真结果表明了该方法的有效性。