基于变参数随机共振的齿轮早期故障诊断

文章利用随机共振理论检测齿轮早期的微弱信号,以信号分段关联维数作为分形诊断分类原理的特征量,对齿轮未知信号状态进行判断,取得了较好的效果。     

基于关联维数的滚动轴承故障诊断的研究

针对滚动轴承系统产生的非线性振动信号的特点,提出用关联维数来描述轴承振动信号的工作状态,进而对其进行故障诊断的方法。同时详细讨论了关联维数的计算方法,并对由轴承系统产生的非线性振动信号进行了关联维数的定量计算。实验表明,滚动轴承不同工作状态由不同的动力学机理产生,其关联维数明显不同。以关联维数作为滚动轴承的工作状态监测的依据,可以为提高滚动轴承故障诊断的准确率提供了一种有效的新方法。     

关联维数快速算法在LabVIEW中的实现

研究关联维数的快速算法,并根据这一算法编写了基于LabVIEW的关联维数计算软件.软件综合了数据采集、信号降噪和维数计算三种功能,通过实验验证,软件可信度高.     

铣削过程中振动信号的关联维特征

采用关联维数定量刻画铣削过程中的不同工作状态的振动特征,估计出已加工表面的粗糙度.在计算关联维数中,对选择嵌入维数和延迟时间提出了一种改进的G-P算法,求解出在不同主轴转速、不同进给速度、不同切削深度的切削用量下铣削振动信号的关联维数.研究表明:在不同切削状态下,工件的振动信号的关联维数不同;且随着工件振动信号关联维数的增加,加工表面粗糙度也随之增加.因此,关联维数可以作为识别已加工表面粗糙度的特征量.     

基于小波包与关联维数的阀片故障诊断

结合了小波包降噪和关联维数对某往复压缩机阀片故障做了定量识别。实测阀片在正常和磨损两种工况下的振动信号,用小波包对信号进行降噪处理后,用改进的关联维数算法分别计算两个信号的关联维数。实例表明:小波包降噪能明显地滤除噪声,阀片在正常和磨损两种工况下的关联维数明显不同,关联维数可作为阀片故障特征的定量提取。     

基于关联维数的心音分析研究

本文提出利用关联维数来定量地对心音信号的复杂程度进行描述。对四种状态下的心音信号进行关联维数计算，结果表明：心音信号为确定的非线性动力系统并且不同的病变心音关联维数有显著区别，因此关联维数可以作为心音识别的重要依据，对心音的检测以及心血管疾病的诊断具有重要的意义。     

分形特征在湿式离合器磨合状态预测中的运用

针对湿式离合器试验过程中磨合状态的预测问题,提出利用摩擦转矩信号分形特征来预测和评价磨合状态的新方法.首先,分别阐述了摩擦转矩信号盒子维数和关联维数的计算方法;然后,在湿式离合器试验台上提取了磨合试验的摩擦转矩信号,并对信号进行了自相似性分析;最后,应用盒子维数和关联维数分别对摩擦转矩信号进行了分形研究.分析结果表明:盒子维数和关联维数都能定量描述试验过程中摩擦转矩信号的分形特征,随着磨合次数的增加,摩擦转矩信号的盒子维数和关联维数的波动范围都逐渐减小,并且最终收敛于较小的波动范围.因此,利用试验中摩擦转矩信号的分形特征能够在不开箱条件下定量地预测和评价湿式离合器的磨合状态.     

混沌分形理论在往复压缩机气阀故障诊断中的应用

提出用关联维数来定量描述往复压缩机气阀的工作状态,进而对气阀进行故障诊断.首先采用基于经验模态分解和奇异谱分析的基本思想,对气阀不同状态下的信号进行降躁处理,然后计算了信号的关联维数.分析结果表明,气阀不同运行状况对应的关联维数明显不同,因此可以用关联维数作为气阀不同工作状态的特征参数,从而提高了设备故障诊断的准确率.     

基于声发射和关联维数的空气压缩机故障诊断技术研究

针对空气压缩机的结构复杂、振动激励源众多、故障诊断与状态检测难度大的问题,提出一种空气压缩机声发射信号的关联维数故障诊断方法.在分析关联维数计算的参数选择基础上,采用奇异值分析的嵌入维数计算法和平均位移的延迟时间计算法等获取声发射信号的关联维数.利用现场往复式压缩机模拟吸气阀座松动、吸气阀弹簧片变形、吸气阀弹簧片失效、阀片变形和阀片失效等五种典型故障.声发射信号的关联维数计算分析结果表明,设计方法能有效诊断压缩机气阀的故障模式.     

基于小波降噪与分形理论的滚动轴承故障诊断

为了识别滚动轴承振动信号中包含的故障类型,运用小波对采集到的信号进行降噪,通过计算降噪后振动信号的关联维数,判断信号中是否包含故障。并以关联维数为特征量,通过计算各工况之间的距离函数,判断属于何种故障的信号。结果表明,运用分形理论进行故障诊断具有很强的实用价值。     

基于广义维数的故障特征提取及诊断研究

从分形原理出发，以广义维数理论为基础，建立以振动信号的广义维数、广义维数谱图、敏感维数为特征组的模式空间样本库。一方面，通过计算实测信号的广义维数，提取其敏感维数，进而对实测信号的裂纹故障进行诊断识别。另一方面，通过对待检信号与不同裂纹深度信号的广义维数相关系数计算、分析、比较，可估计出待检信号的裂纹深度，说明广义维数相关系数分析方法，能对圆盘的裂纹故障进行较好地定量分析和识别。     

广义分形维数在旋转机械故障诊断中的应用研究

运用分形理论，提出广义维数最小二乘法的计算公式，对实测的时域信号进行了广义维数计算，从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数。对故障样本进行功率谱分析、广义维数计算分析，提出谱能量与分形维数的关系，为用分形维数来分析故障的强度提供了依据。运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法，并通过实例诊断、识别故障及其故障程度，说明该方法具有较好的实效性。     

旋转机械动态特性的分形特征及故障诊断

运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数,对故障样本进行广义维数计算分析,找出用分形维数分析识别故障的依据。此外,运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数据与动态振型数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数中提取的各分形维数都能较好地对故障状态进行诊断、识别,且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。     

多重分形方法在耦合故障诊断分类中的应用研究

运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数。对故障样本进行功率谱分析、广义维数计算分析,找出谱能量与分形维数的关系,对用分形维数分析故障的强度提供了依据。另外运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数据与理论响应模拟数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数中提取的各分形维数都能较好地对故障状态进行诊断、识别;且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。     

基于分形理论的斯太尔汽车发动机故障诊断的研究

研究了斯太尔汽车发动机气缸在不同状态下的关联维数，给出了获得反映其真实状态的关联维数方法。研究结果表明：该发动机气缸振动的时间序列在不同状态下关联维数不同，可以将其关联维数作为识别其状态的特征量，给出了利用分形理论判断斯太尔汽车发动机气缸状态的判椐。     

分形几何在机械设备故障信号分析中的应用

提出一种新的描述机械故障信号复杂性的方法,即用分数维刻画信号的复杂程度。机械故障信号的谱分析表明,可以用分数维描述振动信号。基于分数维的信号描述方法,定量地刻画了机械设备故障状态的变化规律。     

发电机绕组故障时振动的关联维数分析及诊断

运用分形理论的相空间重构算法,分析了发电机在正常运行、转子励磁绕组短路和定子绕组故障3种状态时定转子振动信号的关联维数。分析结果表明,3种状态具有不同的关联维数,揭示了绕组短路的电气故障不仅引起发电机电气参数的变化,也将引起发电机振动特征的变化,且不同绕组故障对气隙磁场畸变效果不同,引起发电机定转子不同的动力学特性。最后,以定子振动的关联维数作为特征向量输入到BP网络中,将实测M JF-30-6型故障模拟发电机的定子振动的关联维数作为样本,通过学习样本的学习和对测试样本的测试分析的结果表明,该诊断方法能正确识别发电机的3种状态。     

分形在齿轮磨损监测中的应用

将分形理论用于齿轮磨损的监测,从工程应用角度介绍了振动信号盒维数的计算方法。通过对齿轮振动信号分形维数的计算,揭示了分形维数与信号复杂程度之间的内在联系。结果表明:随齿轮磨损的增加,齿轮振动信号盒维数呈下降趋势,运用振动信号的分形维数特征可有效实现齿轮磨损监测。