基于位域运动误差观测器的齿轮断齿故障诊断

由于高速重载等不良工况,齿轮往往容易发生齿根裂纹、破损甚至断齿等故障。齿轮作为传动机构的重要组成部件,其故障对整个系统的安全运行有着重大影响,因此需要对其进行状态监测及故障诊断。与传统的振动法、噪声法相比,基于电机驱动系统的齿轮故障诊断无需额外安装传感器方案是当下最新的研究热点。针对伺服系统等实际工况存在频繁加减速过程这一问题,提出一种位域下的齿轮故障诊断方法。首先设计一种级联观测器来获取齿轮运动误差信号,此方法无需在负载侧安装位置传感器;接着利用位域重采样技术使得故障诊断不再依赖于转速运行条件;最后引入位域同步平均法,有效提升故障特征的信噪比。在断齿故障诊断平台上对所提出的算法进行实验验证,实验结果表明该算法可实现宽变速条件下的齿轮故障信息提取与诊断。