EMD与同态滤波解调在滚动轴承故障诊断中的应用

根据滚动轴承的振动故障特征,介绍了一种新的基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与同态滤波解调相结合的滚动轴承故障诊断方法.EMD可将轴承故障信号分解成若干个IMFs(Intrinsic Mode Functions),各个IMF突出了原始信号的某些局部特征.再对某些IMFs有针对性地进行同态滤波解调,提取了轴承内圈故障特征频率,诊断出轴承内圈严重磨损故障.同时,为更突出同态滤波解调方法的优越性,与Hilbert包络进行了对比分析.仿真与应用结果表明,同态滤波解调方法要优于Hilbert包络法.     

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．     

基于SSD和Teager能量算子的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承早期故障冲击信号较难提取的问题,提出基于奇异谱分解(singular spectrum decomposition,SSD)和Teager能量算子的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用SSD分解振动信号得到一组不同频带分布的奇异谱分量(singular spectrum component,SSC);其次,根据峭度准则选取最佳SSC分量,利用Teager能量算子计算该分量的瞬时能量信号并对其进行傅里叶分析,从而得到信号的Teager能量谱;最后,根据能量谱图提取故障特征频率。将该方法运用到仿真信号和滚动轴承实测信号中,并和包络谱、EMD及EEMD方法进行对比分析,结果表明,该方法能有效解调故障特征信息,准确识别轴承故障类型,诊断效果更佳。     

基于EMD和能量算子解调的采煤机截割部振动故障诊断研究

针对采煤机截割部振动剧烈,振动故障特征不易提取的问题,应用基于经验模态分解(EMD)和能量算子解调的故障诊断方法,首先对采煤机截割部振动信号进行EMD分解,进而得到一定数量的本征模态函数(IMFs)分量;其次对IMFs进行能量算子解调,提取出故障特征频率.通过对采煤机井下现场试验研究,结果表明,该方法能够有效地对采煤机截割部进行故障诊断,对及时发现采煤机故障,避免事故的发生具有重要的作用.     

EMD与样本熵在往复压缩机气阀故障诊断中的应用

针对往复压缩机气阀故障信号冲击性、非连续性特点,采用EMD方法分解提取各频率故障信号。然后通过对数据重新筛选、提出主要振动信息对分解波形进行了重构。并对往复压缩机故障信号分解及重构数据进行了分析,提取了故障信息。针对正常与故障信号分解结果复杂度不一致的特点,对EMD分解后包含的故障信息主要分量进一步通过样本熵进行量化识别。最后通过对正常、阀片缺口、弹簧失效的实测信号进行EMD分解、重构和样本熵分析,精确提取了故障信息,验证了方法的有效性。     

基于RSSD和小波变换的滚动轴承故障诊断

滚动轴承故障被视作瞬态冲击成分,在信号共振稀疏分解中一般被分解到的低共振分量当中。由于噪声影响,低共振分量的希尔伯特解调包络谱中依然存在大量的干扰频率,使得故障特征提取有时不明显,或不易观察,因此本文提出了一种基于信号共振稀疏分解(RSSD)与小波变换相结合的故障诊断方法。在滚动轴承早期微弱故障的诊断中,采用小波分析技术对隐藏于低共振分量的故障特征进行提取,可以更加有效地凸显故障特征;通过对滚动轴承内圈和外圈单一故障振动信号的分析应用,成功提取了故障特征,验证了这一方法在滚动轴承早期故障诊断应用的有效性。     

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.     

基于改进EMD频率族分离法的齿轮磨损故障诊断

针对齿轮磨损故障信号非平稳性的特点,提出一种基于改进经验模态分解(EMD)频率族分离的齿轮磨损故障诊断方法。该方法采用改进经验模态分解方法将齿轮磨损振动信号分解成若干阶表征齿轮自身信息的固有模态函数(IMF),各阶IMF对应齿轮箱振动信号的各个频率族,通过对各频率族分量的分析来提取齿轮磨损振动信号的故障特征。仿真分析表明该方法能有效应用于齿轮故障分析,试验研究证明了基于改进EMD的频率族分离法能够有效地提取齿轮磨损故障特征信息。     

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LCD和Teager能量算子的滚动轴承故障诊断

提出了一种基于局部特征尺度分解和Teager能量算子包络解调的滚动轴承故障诊断方法.首先,在定义具有物理意义瞬时频率的单分量信号——内禀尺度分量(intrinsic scale component,ISC)的基础上介绍了一种全新的信号自适应分解方法——局部特征尺度分解(local characteristic-scale decomposition,LCD).然后,在滚动轴承故障模拟试验台上采集振动信号,并对信号进行局部特征尺度分解,将其分解成为若干个内禀尺度分量,之后对包含故障信息的ISC进行能量算子包络解调,从而得到轴承故障的特征频率.实验和工程实践的轴承故障信号分析结果表明:该方法可以准确识别滚动轴承的故障,可以应用于工程实践.     

基于时频消噪TFPF和时频分布MBD的轴承早期故障诊断

噪声是影响轴承、齿轮等机械设备早期微弱故障特征正确提取的主要因素,利用新颖的时频峰值滤波技术TFPT有力的噪声消减特性,将PTFT与改进的时频分布MBD相结合,提出了时频峰值滤波TFPT-时频分布MBD的故障识别新方法,即应用TFPF消减振动信号的随机噪声作为时频分析的前置处理,对消噪的故障信号作MBD时频分析来识别故障特征,给出了时频峰值滤波时频分布的故障诊断模型。诊断实例的分析结果表明了与传统的MBD的故障特征提取相比,提出的改进方法更易提取出强噪声背景下的轴承早期的微弱故障,具有明显的可诊断性和实用性。     

形态解调在齿轮故障特征提取中的应用

针对齿轮故障信号往往由于冲击的存在而产生调制现象的问题,提出采用形态学解调的方法提取齿轮故障特征.在分析不同形态学运算对信号处理结果影响的基础上,结合形态闭运算提取信号正脉冲的特点,采用闭运算对齿轮故障信号进行形态解调以提取故障特征.分析并比较不同长度扁平形结构元素对仿真与实际故障齿轮信号的解调效果,说明当采用长度为0.19～0.21倍的齿轮冲击周期的扁平形结构元素进行形态解调以提取故障特征时,可取得较好的效果.仿真与实例证明,形态解调方法不仅克服了包络解调需选择滤波参数的缺点,而且能够更有效地提取齿轮故障特征.     

基于小波理论的故障特征提取

在对齿轮进行故障诊断时,采样信号不可避免地受到各种噪声和干扰的污染,所测信号属于典型的非平稳信号.信号的降噪和特征提取是齿轮状态监测和故障诊断的关键环节.小波理论对于非平稳信号的处理非常有效.在MATLAB环境下,利用小波理论对减速器齿轮箱的采样数据进行去噪实验和分析,提取齿轮大周期故障的特征指标,为进一步进行故障诊断奠定基础.     

棒线材轧机齿轮箱故障诊断技术

为了提高棒线材轧机齿轮箱故障诊断的准确率,采用共振解调技术对"矩阵判别筛选法"和"双特征分析法"机械故障诊断方法进行了整合,在分析大量实验、实测数据以及所发现的21次故障隐患的基础上,归纳出棒线材厂轧机齿轮箱故障诊断的基本规则,并应用于现场实际诊断.     

齿轮传动系统状态检测与故障诊断

目的　探讨齿轮传动系统故障诊断所涉及的基本问题 .方法　围绕动态激励、模型类型、建模和求解方法、齿轮传动系统的固有特性、动态响应和动力稳定性等进行讨论 .结果　通过幅域、频域、倒频域、解调分析等对齿轮传动系统故障特征进行提取 .结论　信息融合技术可使故障识别率明显提高 .     

基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析

本文利用小波变换和能量特征值对汽车齿轮箱振动信号进行特性分析。利用小波变换的分解和重构算法,对小波系数进行系数-能量计算,提取系统的特征信息,对汽车齿轮箱的故障进行诊断,及时发现齿轮箱的早期故障,提高汽车运行的安全性。仿真研究结果表明用小波变换在故障信息诊断方面是可行的和有效的,提高了故障检测的可靠性。     

改进小波包分频算法及在故障检测中的应用

小波包分析方法是一种能有效地进行时一频定位和微弱信号提取的工具．但是小波滤波器组的频域特性和隔点采样会造成频谱混叠,导致分频结果不正确．改进的小波包分频算法根据小波包混频的原因,结合FFT分析进行处理,较好地消除了混频现象．仿真研究表明,该算法在提取微弱故障信息并进行早期故障诊断方面是有效的．     

Research on the Comprehensive Demodulation of Gear Tooth Crack Early Fault

The component of gear vibration signal is very complex,when a localized tooth defect such as a tooth crack is pre- sent,the engagement of the cracked tooth will induce an impulsive change with comparatively low energy to the gear mesh signal and the background noise.This paper presents a new comprehensive demodulation method which combined with amplitude envelop demodulation and phase demodulation to extract gear crack early fault.A mathematical model of gear vibration signal contain crack fault is put forward.Simulation results based on this model show that the new comprehensive demodulation method is more effective in finding fault and judging fault level then conventional single amplitude demodulation at present.     

轧机主传动齿轮箱振动原因分析与判断

某型钢万能轧机齿轮箱是生产线的关键设备,在一次设备正常巡检时发现该轧机主传动齿轮箱振动异常.为查找齿轮箱振动的原因,利用现代振动测试手段对齿轮箱的轴承座的振动进行测量.在测试的基础上,利用故障排除法诊断出齿轮箱故障是由于齿轮箱之外其他故障引起.本齿轮箱振动故障诊断拓展了齿轮箱故障诊断方法,对其他齿轮箱振动故障诊断有所启发.     

Gear Fault Diagnosis Based on Rough Set and Support Vector Machine

By introducing Rough Set Theory and the principle of Support vector machine,a gear fault diagnosis method based on them is proposed.Firstly,diagnostic decision-making is reduced based on rough set theory,and the noise and redundancy in the sample are removed,then,according to the chosen reduction,a support vector machine multi-classifier is designed for gear fault diagnosis.Therefore,SVM'training data can be reduced and running speed can quicken.Test shows its accuracy and effi- ciency of gear fault diagnosis.