数字信号的包络分析方法

研究了在往复机械和振动机械故障诊断中非常有效的包络分析,分析了描绘包络线的过程,让计算机能够自动抓取包络线的特征点,在此基础上,经过去均值、光滑不等距插值等处理逐附分解拟合信号,能很好地提取各阶包络信号,为故障诊断提供了一种有力的分析工具,经过对模拟信号和工程信号的分析,证明本文方法是有效可靠的。     

基于MODWPT的包络阶次谱在滚动轴承故障诊断中的应用

为了有效提取滚动轴承的故障特征,提出了基于MODWPT的包络阶次谱故障诊断方法.采用MODWPT将多分量的滚动轴承振动信号分解为若干个分量,对各个分量信号进行包络分析并对包络信号进行角域重采样;最后对重采样后的信号进行频谱分析,得到包络阶次谱,从而判断滚动轴承的工作状态和故障类型.采用该方法分别对仿真信号和实验信号进行了分析,结果表明了该方法的有效性.     

小波分析在信号包络提取中的应用

包络分析是机械测试和故障诊断领域的常用方法 ,本文利用小波的频带分离特性和噪声的小波变换特性 ,将希尔伯特变换和小波分析结合起来 ,提高了提取信号包络信息的精度 ,并通过实例说明了这种方法的有效性     

基于EMD解调方法的齿轮早期故障诊断

为了提取早期数据的故障信息,对大型机电设备进行预知的故障诊断,针对某高线轧机近期发生的一次辊箱齿轮打齿故障,采用基于经验模式分解(empirical mode decomposition,简称EMD)技术和Hilbert包络解调分析相结合的方法,获得了早期裂纹故障信息被清晰提取的结果.对机械早期故障振动信号的分析结果表明,基于EMD的分解技术加包络解调法能有效地提取机械故障振动信号的特征,利于提早发现故障隐患.     

基于模态区间分析的半定性故障诊断方法

为了提高故障诊断的抗干扰能力和可靠性,提出了基于模态区间分析和解析冗余关系相结合的半定性故障诊断方法.利用模态区间分析仿真得到的精确区间包络线进行故障检测,可提高故障检测的抗干扰能力.通过在键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法,建立诊断键合图模型并得到系统的解析冗余关系.根据诊断键合图的因果路径和解析冗余关系残差趋势分析建立具有残差变化方向的故障特征矩阵,从而提高故障隔离的准确性.将该半定性方法应用到五箱系统的故障诊断中,结果证明该方法是有效的.     

包络-小波技术在轴承故障诊断中的应用

分析了滚动轴承典型故障的故障机理及其振动特征，详细介绍了滚动轴承振动信号分析与故障诊断的方法。提出了将包络分析作为小波分解的前置处理手段以提取信号故障特征的思想，并在此基础上开发研制了“CZZD-01型轴承故障诊断仪”。现场调试结果表明，该方法准确有效，适用于滚动轴承的监测和诊断。     

基于改进小波变换和包络分析的滚动轴承故障诊断

采用改进的小波分解和重构算法与包络分析相结合的方法,提取滚动轴承振动信号的故障特征频率。改进的小波分解和重构方法避免了Mallat算法频率混淆的缺陷,通过对重构信号特定频带进行包络分析,更加准确地提取了滚动轴承的故障特征频率。通过对无故障滚动轴承和内圈、外圈有故障的滚动轴承振动信号的分析,说明这种方法能够有效诊断滚动轴承的故障,并将该方法成功应用于某型航空发动机主轴承故障诊断。     

基于包络分析的坦克变速箱故障诊断研究

在对振动信号分析的基础上,提取了反映坦克变速箱故障的时域特征量和包络谱特征量.建立了基于BP神经网络的故障诊断系统,实现了坦克变速箱故障模式的自动识别,有效地检测了坦克变速箱的早期故障.     

基于包络分析的坦克变速箱故障诊断研究

在对振动信号分析的基础上,提取了反映坦克变速箱故障的时域特征量和包络谱特征量.建立了基于BP神经网络的故障诊断系统,实现了坦克变速箱故障模式的自动识别,有效地检测了坦克变速箱的早期故障.     

齿轮裂纹早期故障的完全解调分析

齿轮轮齿发生早期裂纹时,裂纹故障信号十分微弱,为了有效提取早期裂纹故障特征,本文提出完全解调分析方法,即针对实际的齿轮振动信号调幅、调相同时存在的特点,进行幅值包络解调和相位解调相结合的完全解调分析．仿真及实例分析结果表明,本文所提出的方法能将齿轮早期裂纹故障信息从复杂的振动信号中提取出来,幅值包络解调和相位解调相结合的完全解调分析,可以提高故障诊断准确率．     

双树复小波包和谱峭度在齿轮故障诊断中的应用

针对故障齿轮振动信号的非平稳和调制特性,提出了基于双树复小波包变换和谱峭度的齿轮故障诊断方法.首先,利用双树复小波包变换将原始振动信号分解为若干个不同频带的信号分量,选择与原始信号相关系数大的分量进行阈值降噪并重构;然后,对降噪后的信号利用谱峭度所得的峭度图选择最佳的带宽和频带中心进行相应的带通滤波处理;最后,将带通滤波后的信号作平方包络和傅里叶变换,即可得到信号的包络解调谱,从而提取故障特征信息.通过对试验和工程实际的齿轮故障信号分析表明:双树复小波包变换和谱峭度结合的方法可有效地提取齿轮故障特征信息,进而实现故障识别,验证了方法的可行性和有效性.     

幅值域无量纲指标对液压泵故障敏感性的实验研究

有效地提取故障特征向量,找到故障敏感因子是进行液压泵故障诊断的关键。采集轴向柱塞泵松靴、滑靴磨损、斜盘磨损以及中心弹簧失效等故障情况下的端盖振动信号,通过包络解调得到各故障的包络信号,在此基础上利用幅值域无量纲特征指标对每种故障进行敏感性分析,找到了各故障的无量纲敏感因子。为液压泵的故障诊断提供了可靠的敏感特征信息,增加了故障特征信息的完备性,对提高故障诊断系统的故障确诊率具有重要的意义。     

自适应时间尺度分解方法及其应用

针对齿轮故障振动信号的非线性、非平稳和多分量的特征,在定义了瞬时频率具有物理意义的本征时间尺度函数(intrinsic time-scale function,ITF)的基础上,结合固有时间尺度分解中基线信号的构造方法,提出自适应时间尺度分解(adaptive time-scale decomposition,ATD)的时频分析方法,该方法可以自适应地将一个复杂信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的本征时间尺度分量之和.仿真分析验证了ATD方法的有效性以及定义本征时间尺度函数方法的合理性.分别将ATD、经验模态分解(EMD)、局部均值分解(LMD)和固有时间尺度分解(ITD)与包络解调分析相结合应用于斜齿轮故障诊断中,实验结果表明:自适应时间尺度分解方法在保证分解结果正确性的前提下,计算效率方面具有明显优势,将该方法与包络解调相结合能够有效提取到齿轮的故障特征.     

基于小波包络谱分析法的齿轮箱故障振动信号诊断

利用正交小波基将齿轮箱故障振动信号变换到时间一尺度域.对高频段尺度域的小波系数进行包络细化谱分析,不仅能检测到齿轮箱内部故障的存在,而且能有效地识别故障模式,说明了正交小波分析是信号检测淹没于非平稳信号中瞬时信号的有力工具.结合实例.从小波故障特征提取来说明小波变换的有效性.     

基于双树复小波包和AR谱的滚动轴承复合故障诊断方法

针对滚动轴承复合故障信号中故障特征难以分离的问题,提出了基于双树复小波包和自回归(autoregressive,AR)谱的故障诊断方法.首先,利用双树复小波包变换将复杂的、非平稳的复合故障振动信号分解为若干个不同频带的分量;然后,对包含故障特征的分量进行希尔伯特包络;最后,对包络信号求其AR功率谱,由此实现对复合故障特征信息的分离和故障识别.实验结果表明:该方法可有效地分离轴承复合故障的特征频率,验证了该方法的可行性和有效性.     

应用奇异值分解和峭度分离滚动轴承复合故障

滚动轴承多故障特征影响故障诊断结果,为此提出一种结合奇异值分解和峭度的复合故障诊断方法。将采集的双通道多故障特征振动信号进行多层奇异值分解,利用奇异值差分谱和归一化峭度进行筛选和重构,实现对多故障特征的分别提取;通过滚动轴承内外圈故障实验,最终分离出轴承的2种故障。与直接采用原始信号诊断相比,该方法能够在背景噪声下准确分离频率相近的微弱故障成分,提高提取瞬态冲击信号特征的能力,能有效识别滚动轴承的故障类型和发生部位,提高复合故障诊断的准确性。实验结果表明,该方法可以有效地分离和提取滚动轴承多故障特征。     

模态区间在液体火箭发动机故障诊断中的应用

基于模型的故障诊断方法在处理具有不确定参数的复杂非线性系统时,由于仿真结果的不精确导致诊断错误.而传统的区间算法又容易发散,为此,引入模态区间分析方法对含有不确定性参数的非线性系统进行建模仿真和故障诊断.模态区间分析方法通过定义逻辑谓词对区间进行语义解释,从而得出系统工作区间的精确包络线,在此基础上进行的故障检测与诊断是可靠的.利用模态区间分析方法对某大型液体火箭发动机进行模拟仿真与故障诊断,结果表明:得到的系统工作区间包络线是正确的,进行故障诊断得到的结果是真实可靠的.     

一种改进的Hilbert-Huang变换方法及其应用

针对希尔伯特-黄变换方法中存在的端点效应和虚假模态分量等问题,通过对上述问题产生原因的分析,提出一种基于边界极值均值延拓的端点效应抑制方法与虚假模态分量剔除算法相结合的改进方法。该方法首先根据信号两侧端点和其临近极值点的特性,对包络线在信号两端点处的位置进行约束,从而改善包络线拟合结果,在一定程度上抑制端点效应问题的产生。然后,依据各模态分量间的正交性原理,通过虚假模态分量剔除算法,选取能够反映信号特征的敏感模态分量,以保证分析的准确性。通过数值仿真,验证了所提方法的有效性。最后,应用于发动机异响故障诊断中,诊断结果表明该方法有效抑制了传统希尔伯特-黄变化方法的端点效应和虚假模态问题,可有效提取发动机异响信号的故障特征。     

HHT方法在轴承故障诊断中的应用

为研究滚动轴承故障问题,将HHT（Hilbert-Huang transform）分析方法应用于轴承信号故障的提取。用HHT对复合信号进行了仿真分析,表明此方法分析信号的有效性。将HHT方法应用于轴承内外圈的故障诊断,结果表明,所求出的轴承故障的信息特征与理论计算吻合,表明了HHT方法能够有效的提取轴承故障的特征信息,提高轴承故障诊断率。这为类似机械零部件的故障诊断提供了参考。