基于VMD-DE的坦克行星变速箱故障诊断方法研究

为了提高坦克行星变速箱齿轮故障模式识别准确率,将变分模态分解(VMD)与散布熵(DE)结合提出故障特征提取新方法。利用波形法确定VMD分解层数,VMD分解振动信号得到一组固有模态分量(IMF);根据归一化互信息准则筛选若干IMF重构信号,计算重构信号的散布熵;将重构信号散布熵作为特征值输入到粒子群优化(PSO)的多分类支持向量机(SVM)中实现故障模式识别。通过对坦克行星变速箱的正常、行星轮故障和太阳轮故障三种状态进行模式识别,分类准确率达到100%,且计算时间较短。与基于原始振动信号DE、VMD-SE(样本熵)、VMD-PE(排列熵)及EMD-DE(经验模态分解与DE结合)等方法比较,综合考虑准确率和计算时间两个因素,基于VMD-DE的方法故障诊断性能最佳。     

浅谈110kV变压器匝间短路故障试验分析

文章以某110k V变压器为例,对110k V变压器匝间短路故障试验进行分析,提出了防止110k V变压器出现匝间短路故障的改进措施,以供参考。     

快速峭度谱用于复合行星齿轮故障特征提取

快速峭度谱因其对瞬态冲击信号具有快速检测的能力,在旋转机械故障特征提取中得到广泛应用。提出了基于快速峭度谱的机械故障特征提取流程,并将快速峭度谱应用于某型坦克变速箱复合行星齿轮的故障特征提取中。首先,分析特定工况下齿轮正常和剥落故障两种状态的信号,与传统包络分析结果进行比较,结果表明,基于快速峭度谱的故障特征提取方法能够显著增强故障特征频率的幅值。为了验证测点的工况适应性和特征提取方法的有效性,考虑挡位、转速和载荷等因素,设计了32种试验工况,分析各个工况的试验数据,研究了转速、载荷等工况参数对故障特征提取的影响。结果表明,所选测点在各工况下采集的数据均可有效提取故障特征频率,转速和载荷的增加有助于故障特征提取。     

基于时频相干分析的曲轴主轴承磨损故障诊断研究

为了早期发现曲轴轴承磨损故障,提出一种基于时频相干分析的曲轴轴承磨损故障诊断方法。对曲轴主轴承座和机体振动信号进行分析,搞清曲轴轴承磨损故障振动信号产生机理;对故障源与机体信号进行时频相干估计,建立故障源振动传播模型;根据传播模型对机体振动信号进行故障特征提取与诊断识别。研究结果表明:该方法可以揭示曲轴磨损故障产生机理,建立故障源与机体振动之间的映射关系,为曲轴轴承磨损故障的不解体诊断提供理论依据。     

基于多尺度降维的柴油机信号信息熵增强方法

针对柴油机曲轴轴承磨损故障信号特征微弱,易被噪声湮没且不同故障程度信号较难区分的特点,提出了一种基于压缩小波和局部保持投影的柴油机信息熵增强方法。利用压缩小波对信号多尺度重构减弱噪声干扰,通过局部保持映射对多尺度信号进行降维,消除冗余信息并增强信号的冲击特性,最终以时域、频域以及时频域的三种信息熵表征信号特征。仿真和实例信号表明,该方法对故障信号特征增强明显,依据信息熵值实现了曲轴磨损状态的分类识别。     

一种有效的不均衡样本生成方法及其在行星变速箱故障诊断中的应用

针对实际运行中行星变速箱故障数据较少、各个状态样本不均衡的问题,提出了由Wasserstein生成式对抗网络(WGAN)样本生成模型和卷积神经网络(CNN)分类模型组合的WGAN-CNN故障诊断分类模型。该模型对故障数据的频谱信号进行过采样,以扩展故障样本数量,从而更好地对故障状态进行分类。采用加州大学欧文分校人工数据集对WGAN生成模型以及经典过采样方法进行对比,并在行星变速箱故障试验台上进行验证。结果表明,样本不均衡会严重影响分类结果,而WGAN-CNN模型可以很好地扩充故障样本集,提高在故障样本稀少情况下的诊断准确率。     

行星轮系动力学分析与响应表示方法研究

集中参数动力学建模是了解行星齿轮故障机理的有效手段,在利用集中参数模型仿真分析时,选择合适的变量表示系统的响应至关重要。针对现有方法不适于太阳轮固定的行星齿轮系统响应表示的问题,提出采用啮合线方向加速度直接叠加表示行星齿轮系统响应的方法,建立行星齿轮的平移?扭转模型;通过啮合线相对位移和啮合力信号及频谱分析,解释了三自由度选择的必要性,并验证了模型的正确性;与两种典型的响应表示方法比较,所提方法在齿轮正常和太阳轮故障时均具有较好的效果,可以有效提取啮合频率及故障频率;通过齿轮正常和太阳轮故障的实验信号频谱分析进一步验证了所提方法的合理性。     

复合行星轮系故障诊断方法研究进展

复合行星轮系在大型武器装备和能源装备中得到了广泛应用,是装甲车辆、直升机、风力发电机等传动系统变速换挡的核心部件,其零部件繁多、自由度高且含有多级行星排。高速重载的运行环境经常导致行星轮系的太阳轮、行星轮等关键零部件出现磨损、疲劳裂纹、断齿等故障,降低了设备的使用安全性和可靠性。开展行星轮系的故障诊断研究对降低其维修保障成本、最大化使用效率和提高运行可靠性具有重要意义。振动信号常用于行星轮系典型故障的诊断,由于行星齿轮箱的振动信号具有噪声强烈、频率分量多、幅频调制复杂等特点,使得其故障诊断极为困难。综述了复合行星轮系的结构特点和故障诊断的难点,从动力学分析、信号降噪、多分量信号解调、多信息融合等方面系统阐述了复合行星轮系故障诊断国内外研究现状,提出了该研究领域目前存在的重点和难点。     

基于综合评价模型的装甲车辆PHM系统应用范围确定

PHM技术在航空、工业、军事等领域得到广泛的应用。装备系统的结构组成日益复杂，哪些分系统需要安装PHM系统值得深入研究。详细研究了层次分析法与模糊综合评价法的特点和原理，根据装甲车辆的分系统构成和部队实际情况，将两种方法结合提出了综合评价模型，通过综合评价装甲车辆分系统，实现装甲车辆PHM系统的应用范围的确定，模型评价结果与专家评分基本相符，验证了该模型的可行性和有效性，为装甲装备PHM系统应用范围确定提供了借鉴。