解调分析在机械振动分析中应用的局限性研究

在具有齿轮、滚动轴承的机械设备的振动故障诊断中 ,广泛使用解调方法分析诊断故障。从理论上分析了现有的解调分析方法存在有三个局限性 :将不包括调制信息 (故障信息 )的两时域相加信号 ,也以其频率之差作为解调信号而解出 ;广义检波滤波解调分析中 ,由于取绝对值或检波过程可能产生混频效应 ;几种细化解调分析新算法中 ,无法在细化分析的选抽时进行数字低通滤波 ,有可能会出现调制频率的高次谐波成分发生频率混叠而反折到低频部分的现象。无论那种局限性出现 ,都会在机械振动信号的解调谱中出现无法分析的频率成分 ,给分析带来很大的困难 ,有时甚至引起误诊断。     

离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明：与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1（三点卷积法）的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1％,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。