自适应滤波与相关滤波在冲击响应信号特征提取中的应用

识别冲击响应信号在模态分析和机械监测诊断研究中具有重要意义。由于噪声成分、工频及其谐波的干扰，机组运行或其他实际信号中的冲击响应信号很弱。这些冲击响应信号的特征也较难提取。选择适当的自适应滤波器参数，应用自适应滤波首先对信号进行预处理，去掉强大的工频及其谐波成分，使信号的信噪比得到很大的提高；然后利用Laplace小波相关滤波法对自适应滤波预处理后的信号进行进一步的处理，提取其模态信息。结果证明，将这两种方法结合后的信号特征提取效果是比较理想的。     

基于瞬态冲击响应参数辨识的轴承故障特征检测

旋转机械的局部故障导致振动信号中出现冲击响应信号,可通过对冲击响应信号的检测与提取,进行局部故障诊断。在Laplace小波相关滤波法识别冲击响应信号的特征参数的基础上,针对周期性冲击响应信号的检测,提出了循环Laplace小波相关滤波法。通过不同信噪比下周期多冲击响应仿真信号中冲击响应成分特征参数辨识及周期检测,验证了方法的有效性。将循环Laplace小波相关滤波法应用于轴承外圈局部严重故障和轻微故障下冲击响应振动信号的辨识,成功识别故障特征的响应参数以及周期。     

冲击试验数据的滤波方法研究

本文主要研究在产品爆炸分离、跌落等试验中,由于使用冲击加速度传感器测得的冲击信号混有复杂频率成分,如何提取有用、真实信号的方法．通常采用的方法是通过对原始数据的数字滤波方法,但由于信号中混有复杂的频率成分,无法确定低通截止频率,而无法获取真实的冲击信号本文通过对跌落试验冲击信号的小波分析,研究对混入高频噪声干扰信号的冲击信号进行滤波、分解、提取的信号处理方法,得到不失真的冲击信号．研究表明：小波分析对冲击跌落、非弹性碰撞等试验冲击信号分析处理切实有效．     

小波域相关滤波法及其早期故障预示应用

噪声是影响机械设备早期故障预示正确性的主要因素。根据相关分析理论和小波阈值降噪理论,提出了小波域相关滤波法。它是一个迭代的过程,通过自适应的选择滤波过程参数,可以对信号进行良好的降噪;同时也不会弱化信号中的弱故障信息。通过对旋转机械早期不平衡和不对中故障信号分析,结果表明小波域相关滤波法对机械设备早期故障预示是有效的。     

Laplace小波及其工程应用

小波变换是非平稳信号处理的有力工具,小波性质取决于它的基函数.在模态分析、机械监测诊断等领域,冲击响应信号十分普遍.一种单边衰减复指数型的Laplace小波基函数具有分析冲击响应信号的优势,采用Laplace小波相关滤波方法可提取振动信号中的冲击响应分量,成功地诊断出内燃机进气阀的磨损故障和识别出大型水轮机轴系的一阶固有频率.     

小波域的冲击能量相关技术及其应用

针对传统小波尺度能量谱的不足之处,提出了一种改进型的小波域冲击能量相关技术.首先利用AR时序建模方法,去除振动信号中的周期谐波成分,然后采用连续小波变换将去除周期谐波后的信号分解到每个不同的小波尺度上,并计算不同尺度上小波系数的Teager瞬时能量.在此基础上,利用峭度和循环统计量对不同尺度上的小波Teager能量序列进行尺度筛选,确定能量序列进行尺度积分区间.最后,结合能量序列的时域相关运算,提取出冲击信号的发生周期或频率.结果表明:该方法能降低常规小波尺度能量相关法的误判率,而且在强噪声干扰下能准确地提取出弱冲击信号的发生频率,对旋转机械故障作出准确的判断     

小波分析估计冲击信号之间时间延迟的方法

本文首先分析了小波变换对信号突变的敏感性，并以此来检测跌落零件冲击信号到到达时刻，从而估计不同传感器所测的冲击响应信号之间的时间延迟，模拟铁路冲击的实验数据验证了该方法的有效性。     

圆柱壳水下爆炸冲击响应信号的小波分析

圆柱壳是船舶、潜艇和海洋工程结构物的重要组成部分,研究其在水下爆炸载荷作用下的响应对提高结构物的使用周期有着重要的作用.基于商用有限元软件ABAQUS对圆柱壳水下爆炸进行了数值模拟,得到水下爆炸载荷作用下圆柱壳关键部位的冲击环境,为结构冲击响应信号的分析提供输入条件,然后对仿真数据进行了一维离散小波分析,提取了信号的细节特征.分析结果表明:小波分析是分析水下爆炸信号的有效方法,能提取信号变化的细节特征.运用小波来分析水下爆炸信号较传统分析方法更能适应水下爆炸信号突变快、衰减快的特征,同时为进一步认识水下爆炸机理、破坏原因的确定提供了新的途径.     

基于参数化滤波的旋转设备特征频率提取EI北大核心CSCD

针对强背景噪声下的特征提取问题,提出一种基于参数化滤波的旋转设备特征频率提取方法。对目标特征频率进行瞬时频率的初步提取;利用傅里叶基函数对初始瞬时频率进行拟合,得到所需特征频率的瞬时频率;根据提取出的瞬时频率和瞬时幅值重构出提取后的频谱图,从而达到对噪声进行抑制并准确提取所需特征频率的目的。使用仿真信号验证了该方法的有效性,对齿轮传动系统中行星齿轮箱振动数据、轴承外圈故障振动数据及轴承外圈早期故障进行试验分析。结果表明,该方法能有效提高信号的信噪比,准确提取特征频率,增强故障特征。     

小型浮动冲击平台水下爆炸冲击响应特性分析

浮动冲击平台是考核大中型舰载设备抗冲击能力的重要工具,各海军强国十分重视舰载设备抗冲击考核研究工作。采用小波变换方法对小型浮动平台上的测量信号进行处理分析。分析结果表明：小型浮动冲击平台的冲击响应主要以冲击波作用的高频振动为主,随着振动在结构中的传播,能量逐步衰减;设备缓冲装置能迅速衰减高频振动能量,能有效防护设备高频振动冲击。     

时频分析方法在冲击故障早期诊断中的应用研究

冲击故障的振动响应信号是时变的 ,用传统的诊断方法一般难以进行早期发现和诊断。本文基于小波包对时变信号的多分辨分解和重构能力以及 CONE时频分布对时信号的优良描述特性 ,发展了基于小波包的时频分析方法。经试验和现场监测数据的分析和验证 ,说明该方法能够从很强的基础振动信号中提取清晰直观的冲击故障特征 ,可以实现冲击故障的早期诊断     

《基于谐波小波滤波的旋转机械故障诊断新方法》

针对旋转机械非平稳信号的特点,提出采用谐波小波滤波对现场采集的振动信号进行故障诊断的新方法。该方法基于谐波小波良好的盒形频谱特性,将特定频率段的成分与信号的其它频率成分既不交叠又不遗漏地分解到相互独立的频带上,再进行重构就可将特定频率成分提取出来。仿真计算及实例验证表明,谐波小波滤波方法具有良好的滤波效果,能将有用频率成分提取出来,为初步故障诊断提供依据。该方法具有算法简单,运算速度快的特点。     

基于小波包和LMS自适应降噪的柴油机振动诊断

由于柴油机振动信号的特征频带和噪声频带存在重叠现象,利用小波阈值消噪时难以选取合适的小波阈值,针对该问题提出一种基于小波包的LMS自适应滤波降噪方法。该方法将小波包与LMS自适应滤波相结合,首先利用小波包变换对信号进行多层分解,然后以噪声干扰对应尺度上的第一层“细节”分量及最大分解尺度上的逼近分量重构信号,将重构后的信号作为LMS自适应滤波器原始输入信号,再以小波包最大分解尺度上的高频细节信号作为自适应抵消器的参考输入信号,进行LMS自适应滤波降噪处理。仿真计算和工程应用表明,该方法参数设置较少,易于控制,不涉及小波阈值降噪中阈值的选取问题,对比试验信号的分析验证了方法的有效性,将该法应用在柴油机振动诊断中提高了故障识别率。     

A Method for Incipient Fault Diagnosis of Roller Bearings Based on the Wavelet Transform Correlation Filter and Hilbert Transform

Noise is the biggest obstacle that makes the incipient fault diagnosis results of roller bearings uncorrected; a new method for diagnosing incipient fault of roller bearings based on the Wavelet Transform Correlation Filter and Hilbert Transform was proposed. First, the weak fault information features are picked up from the roller bearings fault vibration signals by use of a de-noising characteristic of the Wavelet Transform Correlation Filter as the preprocessing of the Hilbert Envelope Analysis. Then, in order to get fault features frequency, de-noised wavelet coefficients of high scales which represent high frequency signal were analyzed by Hilbert Envelope Spectrum Analysis. The simulation signals and diagnosing examples analysis results reveal that the proposed method is more effective than the method of direct wavelet coefficients-Hilbert Transform in de-noising and clarifying roller bearing incipient fault.     

基于谐波小波分析的故障诊断方法研究

谐波小波分析可有效提取非平稳信号中的奇异成分。但当信号中存在噪声时，谐波小波分解的时频等高线图无法凸显其奇异成分。本文采用谐波小波时频剖面图，对仿真信号和齿轮故障信号进行分析，成功提取出信号中的奇异成分。诊断实例证明，该方法可有效用于设备故障诊断。     

基于小波包分析的声强计算方法

传统的基于FFT的声强计算方法是分析平稳噪声信号的有效工具，但是它却无法对机电设备发生故障时所辐射出的非平稳噪声信号进行有效的分析。由于小波包分析可以实现非平稳噪声信号在不同频带和不同时刻的合理分离，因此可以利用小波包分析对声强进行计算。文中应用自行研制的噪声自动分析系统对声强的计算方法进行了研究，提出了一种基于小波包信号分析技术的声强计算方法：并通过实验验证了该方法的正确性。该方法不同于传统的基于FFT分析的声强计算方法，可以实现对非平稳故障噪声信号的分析，为机电设备的噪声监测和故障诊断提供了一条研究途径。     

机械故障信号小波包分解的时域特征提取方法研究

本文利用小波包分妥机械故障信号,对分解后的不同频带内的分解系数进行时域重构,分别对重构时间序列用时域分析的方法提取对故障敏感的特征参数,实现对往复机械等复杂机械的故障诊断,并以某油田往复泵为例,验证了该方法对这类机械进行故障诊断的有效性。