小波包络分析在滚动轴承诊断中的应用

针对传统包络解调分析方法需要人为选定共振频带的缺陷,提出了基于高斯函数的小波包络解调分析方法。该方法能将各共振响应频带的调制频率提取出来。进一步采用包络谱熵选择最优尺度来监测滚动轴承缺陷的发生和发展过程。经实例验证,该方法能准确地检测出滚动轴承外圈、内圈及滚珠的局部缺陷。     

基于自适应复平移Morlet小波的轴承包络解调分析方法

针对滚动轴承的传统包络解调分析技术需要人工选择参数的缺点,提出一种自适应包络解调分析方法。该方法针对轴承故障在振动信号中表现为冲击衰减波形的特点,采用复平移Morlet小波实现冲击特征波形的自动提取。同时,基于小波系数峭度值最大的优化策略,给出Morlet小波基函数的中心频率和包络因子的优化方法,从而实现与冲击特征成分的最优匹配,获得较好的包络信号。对模拟信号和实际轴承故障数据的应用分析表明,该方法通过对基函数波形的优化匹配,可以有效地解调出弱故障特征分量,效果优于普通的复平移Morlet小波变换,适合于轴承的早期故障特征提取。     

基于包络解调分析的滚动轴承故障诊断研究

利用包络解调分析方法对滚动轴承的各种故障进行了模拟和诊断研究。总结了滚动轴承的故障诊断机理,介绍了包络解调分析方法的基本原理,论述了将包络解调分析用于滚动轴承故障诊断的基本思想,通过对QPZZ—II．旋转机械故障试验系统进行滚动轴承各种故障的实例验证分析,验证了将包络解调分析方法运用于滚动轴承的故障诊断的实际效果。     

基于小波脊线的解调方法及其在旋转机械故障诊断中的应用

通过分析小波脊线与信号瞬时频率和瞬时幅值的关系,提出一种利用小波脊线进行旋转机械故障特征提取的新方法.针对小波脊线迭代提取算法中存在的迭代发散问题,提出一种在发散点处自适应改变迭代阈值的改进脊算法;通过仿真分析表明了该算法具有较好的抗噪特性,进而研究其在提取多分量信号小波脊线中的特性;将该方法应用于齿轮箱和滚动轴承的故障诊断中,结果表明,基于小波脊线的解调方法能有效地提取旋转机械故障振动信号的特征.     

基于Hilbert变换的包络分析及其在机械故障诊断中的应用

本文讨论了Hilbert变换的基本原理,以及基于Hilbert变换的包络解调方法在机械故障诊断中的应用。实践表明:对于具有调制现象的设备故障诊断,基于Hilbert变换的包络解调方法,具有明显的诊断意义,是一种可靠的诊断方法。     

基于相移小波的信号包络提取方法研究

针对现有的包络解调方法对噪声宽容性差的不足，论文利用窄带调制类型信号相关函数的一个基本特性，建立了基于相移小波的信号包络提取方法。该方法采用Morlet小波为基小波，根据信号的中心频率和采样率等已知信息，能够有效地提取信号的包络，并且对低信噪比信号也具有良好的宽容性，仿真结果证明了该方法的有效性，并且证明了该方法的性能优于现有的其他解调方法。最后，采用该方法对一个实测的水声数据进行了分析处理，也取得了令人满意的结果。     

基于EMD和峭度的Hilbert包络解调在滚动轴承故障诊断中的应用分析

针对直接运用快速傅里叶变换（FFT）无法有效提取具有非线性非平稳特性的滚动轴承振动信号故障特征频率的问题,提出了一种基于经验模式分解和峭度指标的Hilbert包络解调方法.首先对滚动轴承的振动信号进行了经验模式分解（EMD）,得到了包含轴承故障特征信息的各阶本征模态函数（IMF）,再计算各阶IMF的峭度值,选取了峭度值较大的几阶IMF分量重构信号,并对重构信号进行了Hilbert包络解调分析,从而获得了滚动轴承的准确故障特征信息.分别对仿真模拟信号和实际滚动轴承发生内圈故障的振动信号进行了分析,清晰地得到了故障特征频率.研究结果表明,利用融合EMD、峭度系数和Hilbert包络解调的诊断方法能够快速、准确地提取滚动轴承的故障特征频率,从而可以对滚动轴承进行有效地故障诊断.     

基于多尺度Hermitian小波包络谱的轴承故障诊断

提出了一种基于多尺度Hermitian小波包络谱的轴承故障诊断方法。该方法综合利用了Hermitian小波和包络谱分析技术的优点,首先对轴承故障振动信号进行Hermitian连续小波变换,得到小波分解的实部和虚部,然后计算振动信号的多尺度包络谱。对齿轮箱轴承故障振动信号的分析表明,该方法在强噪声环境下能有效识别轴承内圈故障和外圈故障。     

基于小波包和阶次包络谱的轴承故障诊断

研究旋转机械在变速过程中振动信号的分析方法。利用小波包提取了齿轮箱启动过程中振动信号的高频成分,并对其进行了角域重采样,在此基础上利用H ilbert包络解调得到轴承故障信息的阶次包络谱。结果显示:将小波包和阶次包络谱分析法相结合处理轴承瞬态信号时,能够有效地避免传统频谱方法无法解决的“频率模糊”现象,对轴承的早期故障有一定的识别能力,是对传统的频谱分析法的有力补充。     

基于包络谱分析的滚动轴承故障诊断分析

介绍了包络谱分析方法的基本原理,它是一种基于滤波检波的振动信号处理方法,也是诊断设备零件损伤故障的一种有效的手段,尤其对初期故障和信噪比比较第的故障信号,识别能力很强。重点分析了包络谱分析方法在轴承故障诊断中的应用。通过对滚动轴承故障诊断的实例分析,验证了包络谱分析运用于诊断设备零件损伤故障所取得的效果。     

基于倒谱和包络解调的齿轮箱故障诊断

齿轮箱是设备上重要的传动部件,齿轮故障诊断对设备的长期安全运行起着至关重要的作用.根据齿轮振动机理及谱分析来进行振动信息处理和特征提取,是目前齿轮故障诊断中的一种有效方法.分析了齿轮箱的振动故障特性,提出了用解调谱和倒谱两种分析法相结合来对系统的输出信号进行故障诊断的方法.最后在齿轮故障模拟实验台上采集了故障下的振动信...     

A fault diagnosis approach for roller bearing based on IMF envelope spectrum and SVM

Targeting the modulation characteristics of roller bearing fault vibration signals, a method of fault feature extraction based on intrinsic mode function (IMF) envelope spectrum is proposed to overcome the limitations of conventional envelope analysis method. By utilizing the proposed feature extraction method, the disadvantages of conventional envelope analysis method such as the chosen of central frequency of filter with experience in advance, looking for spectral line of fault characteristic frequencies in envelope spectrum and so on could be overcome. Firstly, the original modulation signals are decomposed into a number of IMFs by empirical mode decomposition (EMD) method. Secondly, the ratios of amplitudes at the different fault characteristic frequencies in the envelope spectra of some IMFs that include dominant fault information are defined as the characteristic amplitude ratios. Finally, the characteristic amplitude ratios serve as the fault characteristic vectors to be input to the support vector machine (SVM) classifiers and the work condition and fault patterns of the roller bearings are identified. Since the recognition results are available directly from the output of the SVM classifiers, the proposed diagnosis method provides the possibility to fulfill the automatic recognition to machinery faults.     

The envelope order spectrum based on generalized demodulation time–frequency analysis and its application to gear fault diagnosis

The generalized demodulation time–frequency analysis is a novel signal processing method, which is particularly suitable for the processing of multi-component amplitude-modulated and frequency-modulated (AM–FM) signals as it can decompose a multi-component signal into a set of single-component signals whose instantaneous frequencies own physical meaning. While fault occurs in gear, the vibration signals measured from gearbox would exactly display AM–FM characteristics. Therefore, targeting the modulation feature of gear vibration signal in run-ups and run-downs, a fault diagnosis method in which generalized demodulation time–frequency analysis and envelope order spectrum technique are combined is put forward and applied to the transient analysis of gear vibration signal. Firstly the multi-component vibration signal of gear is decomposed into some mono-component signals using the generalized demodulation time–frequency analysis approach; secondly the envelope analysis is performed to each single-component signal; thirdly each envelope signal is re-sampled in angle domain; finally the spectrum analysis is applied to each re-sampled signal and the corresponding envelope order spectrum can be obtained. Furthermore, the gear working condition can be identified according to the envelope order spectrum. The analysis results from the simulation and experimental signals show that the proposed algorithm was effective in gear fault diagnosis.     

基于小波包与粗集的往复压缩机故障诊断方法

提出了基于小波包与粗集的往复压缩机故障诊断的新方法。该方法使故障特征提取及规则的提取都由计算机自动完成，经诊断实例表明，使用该方法可对往复压缩机进行有效的故障诊断。     

基于EMD和Hilbert解调的齿轮箱故障诊断

针对复杂的齿轮箱振动信号难以提取出故障特征频率的问题,提出了一种将希尔伯特包络解调技术与经验模式分解(EMD)相结合的分析方法。首先对齿轮箱的故障信号进行了EMD分解,得到了本征模态函数(IMF分量),再对IMF分量进行了包络解调,得到了其调制信号,结合调制信号的频率成分可初步判断出齿轮箱中出现故障的齿轮;然后根据IMF分量与初始信号之间相关系数的大小,选择相关系数较大的分量重构信号,相当于对初始信号进行滤波;最后对重构的信号以啮合频率及其倍频为中心频率进行了带通滤波,对得到的信号进行了包络解调分析,再次进行了故障诊断,以验证故障诊断的准确性。整个过程通过对齿轮箱实测故障信号的分析加以验证。研究结果表明,该方法能够准确地提取出齿轮箱的故障特征频率,从而可以对齿轮箱故障进行有效地诊断。     

基于DE-SVM的柴油机气门故障诊断方法及应用

针对柴油机故障诊断样本少的实际问题,结合支持向量机的特性和微分进化算法良好的全局优化性能,提出了一种微分进化算法优化支持向量机方法.利用柴油机气门振动信号实测数据,经小波变换作为诊断模型的故障特征,建立了基于微分进化算法优化支持向量机的柴油机气门间隙故障诊断模型,并与反向传播神经网络算法、基于遗传算法优化支持向量机和基于粒子群优化支持向量机的模型相比较,结果表明:应用微分进化算法优化支持向量机比其他三种算法具有更优性能,能够有效地进行柴油机的故障诊断.     

鼠笼电机转子断条故障的定子电流信号平方解调分析诊断方法

受基频频谱泄露影响,经典MCSA方法诊断鼠笼电机转子断条故障时的诊断能力严重依赖于电机负载大小。针对这一问题,提出了基于定子电流信号平方解调制分析诊断方法。首先采用硬件方式对定子电流信号作基于平方解调制的信号预处理,以此消除制约诊断能力的基频频谱泄露,继而对解调后的信号作快速傅里叶变换,然后根据频谱中是否存在特征频率成分判断转子断条故障发生与否。在3 k W电机实验平台上对所提出的方法进行实验验证。实验结果表明,即使鼠笼电机在轻载或空载条件下运行时所提出的方法仍然能够诊断出转子断条故障,从而有效提高了诊断能力。