多调制源信号的循环平稳分析及仿真

以多调制源信号为仿真对象,分别用二阶循环自相关、谱相关函数进行分析,在MATLAB平台上做信号的循环自相关谱相关函数的三维谱图、改进的自相关函数循环域的单切片图和谱相关单切片图,通过分析总结得出该改进的二阶循环切片分析方法能成功地将多调制源信号中的特征频率解调出来,为分析实际的循环故障信号奠定理论基础。     

用于循环平稳信号分析的偏相干方法

在循环平稳过程理论的基础上,提出一种用于分析循环平稳声场的偏相干方法－循环偏相干方法。传统的偏相干方法以二阶统计量为基础,在用于分析循环平稳声场时,由于忽略了循环平稳声信号的特殊的非平稳特性,无法反映此类声场的某些特征。循环偏相干方法采用二阶循环统计量理论取代普通的二阶统计量,将之用于循环平稳声场的部分声场分离时可以得到部分声场的循环谱密度分布,可以在不同的循环频率上反映声场的不同特征,而这些特征在功率谱密度上则混在一起,无法清晰地反映出来。因此,与只能得到部分声场功率谱密度分布的传统偏相干方法相比,该方法可更清晰地了解循环平稳声场中各个声源的特性。数字仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。     

循环平稳分析方法在交流电机轴承故障诊断中的应用

通过分析电机轴承故障时的振动信号特性.证明这个非平稳信号具有周期平稳性,讨论循环平稳信号的循环自相关函数特性;并经循环平稳解调性的分析,提出利用循环谱对电机轴承故障振动信号进行模拟仿真诊断,证明利用循环平稳分析方法能够快速有效地识别出轴承故障.     

基于FFT的循环自相关函数算法在滚动轴承故障诊断中的应用

根据循环自相关函数等于两个移频形式的互相关及循环自相关函数的周期性特征,提出基于FFT及IFFT的循环自相关函数算法,该算法将周期函数的互相关快速算法引入循环自相关函数的计算中,相对直接按公式的计算大大提高了速度.由该算法得到的循环自相关函数进行谱分析及平方谱分析,进一步证明了该算法的正确性.最后将该算法应用于滚动轴承故障诊断中,通过对滚动轴承内圈故障及外圈故障信号的分析,证明该算法的实用性.     

EMD与二阶循环平稳分析在电动机轴承故障诊断中的应用

研究了故障轴承振动机理、二阶循环平稳分析的解调性能、对噪声的免疫性能及其局限性。首次提出利用EMD分解项的快速Fourier变换(FFT)进行信号重构的消噪方法,并用仿真证实了其自适应消噪性能。试验分析过程中,在已有的循环平稳分析基础上,用改进的方法,即自相关单切片(SCA)和谱相关集合切片(SCD)的综合分析法,来分析EMD消噪后的试验信号。结果表明:EMD消噪可有效应用于非平稳的轴承故障信号处理;改进后的循环分析法的运算量小,抗干扰能力强;两者结合能实现轴承早期故障的快速有效诊断。     

旋转机械故障窄带信号的循环平稳特征分析

阐述了窄带叠加正弦调幅信号的循环平稳特征,指出了窄带叠加正弦调幅信号与其对应的确定性正弦调幅信号循环矩相比,循环频率不变,仅将确定性幅值变成了随机幅值,幅值的大小和相位发生了变化;并以旋转机械中使用最为广泛的轴承故障的诊断为例,对机械故障的窄带信号循环平稳特征进行了分析;使用傅氏级数及相关分析理论,给出了周期冲击信号循环自相关函数数学表达式,得到了故障存在于内外环和滚动体上的二阶循环频率大小;最后通过实例分析证明了理论的正确性。     

平稳小波变换在轴承振动信号去噪中的应用

为有效提取振动信号中的故障特征,提出了一种基于平稳小波变换的降噪方法,阈值大小取决于不同尺度上故障信号的小波分解系数的峭度。实例分析表明,该方法具有良好的去噪性能,并能很好地提取振动信号中的故障特征。     

三轴机械转台测角系统误差的非平稳性分析

介绍了循环平稳信号的理论及其自相关函数和谱特性,论述了如何在信号处理中对信号进行循环自相关函数分析来判别信号的循环平稳性。由于感应同步器存在加工工艺误差以及安装上的误差,导致了转台测角系统误差,对误差信号的二阶统计量进行分析证明它为非平稳信号,为小波重构测角系统误差提供了理论依据。采用db3小波对测角系统误差信号进行分解与重构,重构标准差小于测角系统精度,重构信号满足精度要求,可以用重构信号代替原误差信号进行计算机误差补偿。     

循环平稳相关熵轴承故障诊断方法

相关熵是一种基于信息理论学习和核函数的相似性度量方法,不仅能有效刻画信号的时间和统计特征,而且包含了信号的高阶统计量,因而,相关熵是处理非高斯、非线性信号的有效方法。将相关熵与循环平稳信号处理方法结合,提出了一种基于循环平稳相关熵的轴承故障诊断方法。首先,简述了相关熵的基本概念,推导了循环平稳相关熵函数和循环平稳相关熵谱密度函数公式;其次,分析了循环平稳相关熵轴承故障诊断流程;最后,将循环平稳相关熵应用于轴承内圈、外圈局部裂纹故障振动信号的分析与处理。实验结果表明：相关熵能有效提取轴承故障振动信号中的周期成分,循环平稳相关熵函数和循环平稳相关熵谱密度函数能有效刻画轴承故障的频谱特征,便于进行故障特征提取与识别,验证了提出方法的优越性。     

循环统计量方法在滚动轴承故障诊断中的应用

为了处理滚动轴承故障振动信号中的调制现象，利用循环统计理论，分析了二阶统计量循环自相关函数和循环谱密度的特性。基于故障调幅信号模型推导出循环自相关函数的解调原理，指出调幅信号各成分在循环谱密度中的分布频段，提出在循环频率域中提取调幅信号的调制源的方法。该原理和方法通过仿真信号进行验证，应用于滚动轴承的内、外圈及滚动体的故障诊断，有效地提取出故障特征频率。     

轴承振动信号中调幅特征的奇异值分解提取方法

滚道损伤会在轴承振动中引起调幅现象,但当损伤较轻微或者噪声干扰较严重时,这种特征难以显现出来.提出利用奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)来提取这种调幅特征.在Hankel矩阵方式下,SVD可将信号分解为一系列分量信号的简单线性叠加.利用这一特件,对轴承振动信号构造Hankel...     

基于自相关分析和LMD的滚动轴承振动信号故障特征提取

滚动轴承的故障信号是非平稳的、多分量的调制信号,特别是故障早期,由于调制源弱,早期故障信号微弱且受周围设备的噪声干扰,导致故障特征难以识别。采用自相关分析和局域均值分解（LMD）方法提取故障特征。首先采用自相关分析提取信号中的周期成分,消除噪声的干扰,然后利用局域均值分解方法将多分量的调制信号分解为若干个PF分量之和,再结合共振解调技术对PF分量进行包络分析以提取故障特征频率。实验证明了方法的有效性。     

基于OSF的SET信号重构方法及故障诊断应用

同步提取变换(synchroextracting transform, 简称SET)通过提取短时傅里叶变换(short-time Fourier transform, 简称STFT)在瞬时频率位置的时频系数可获得较理想的时频谱,该方法提高了时频分辨率,减少了交叉项的影响,一定程度上抑制了噪声对STFT时频谱的干扰。针对在SET时频谱的基础上进行信号分量的重构与故障诊断拓展方面的应用,提出了一种基于顺序统计滤波器(order statistics filter, 简称OSF)的SET信号分量重构方法。首先,利用边际谱表征SET时频谱中信号的幅值在整个频率范围内随频率变化的情况;其次,采用顺序统计滤波器分割边际谱,将分割所得边界映射至SET时频谱后,利用SET逆变换重构信号分量;最后,利用峭度指标筛选包含丰富故障信息的分量并进行包络分析,提取故障特征。仿真信号及滚动轴承内圈故障信号的处理结果证明了该方法的有效性。     

双列调心凹面滚子轴承接触载荷分析

在考虑滚子与套圈、滚子与保持架以及保持架与引导套圈作用力的条件下,建立双列调心凹面滚子轴承动力学模型.以某双列调心凹面滚子轴承为研究对象,与静力学分析模型滚子最大接触载荷计算结果对比,验证了模型的正确性.并分析了工况条件(轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩、转速)和结构参数(滚子数量、滚子长度、径向游隙)对滚子最大接触载荷的...     

双列圆锥滚子轴承支承的车辆驱动桥主减速器轴系固有特性分析

车辆驱动桥主动轴采用双列圆锥滚子轴承的支承结构将引起轴系固有特性发生变化,基于赫兹接触及有限元理论建立了双列圆锥滚子轴承刚度模型及支承轴系动力学模型,对比分析了支承结构改变前后的轴系固有特性及轴向载荷对轴系固有特性的影响.分析结果表明:采用双列圆锥滚子轴承支承结构后,减速器主动轴的轴系固有频率较原支承结构有所减小;随着...     

利用倒阶次谱和经验模态分解的轴承故障诊断

针对齿轮箱升降速过程中振动信号非平稳的特点,将阶次跟踪分析与希尔波特-黄变换技术相结合,提出了基于倒阶次谱和经验模态分解的滚动轴承故障诊断方法.首先,对齿轮箱加速时测得的瞬态信号进行时域采样,对时域信号进行等角度重采样,转化为角域伪平稳信号,然后对角域信号进行经验模态分解.最后,对包含轴承故障信息的高频固有模态函数进行倒阶次谱分析,就可以提取轴承的故障特征.通过对轴承内圈和外圈故障信号的分析表明,该方法能准确识别轴承的故障类型和部位.     

双、四列圆锥滚子轴承轴向游隙的调整方法

随着主机发展的要求,双、四列圆锥滚子轴承已发展出多种变型结构,使用范围越来越广,而JB/T 8236—2010中仅给出了几种常见结构的调整方法,无法满足实际需求.因此,针对双、四列圆锥滚子轴承的多种变型结构及组配型圆锥滚子轴承,提出了不同结构轴承的轴向游隙调整方法,以解决轴承实际生产及游隙测配时无调整方法可依的问题.