小波包尺度图在故障检测中的应用

提出了一种基于小波包尺度图的故障检测方法，该方法通过对振动信号进行小波包分解，然后利用其尺度图作为特征量来识别设备工作是否正常，并确定其故障频率，通过对一组不同情况的机械振动信号进行分析，结果表明该方法有效可行，并且适用于其它类似问题的监测和诊断。     

广义变分模式分解降噪在齿轮早期故障诊断中的应用

针对齿轮早期故障特征的微弱性和耦合性,本文提出广义变分模式分解(generalized variational mode decomposition, GVMD)-峭度-包络谱法诊断齿轮故障。首先利用GVMD的频域多尺度定频分解属性,根据齿轮故障频谱信息和信号特点设置GVMD主要参数,按需分解信号,准确获取微弱特征分量,避免VMD对微弱特征提取存在的不足和小波包变换能量泄漏引起的微弱特征混淆问题。然后结合峭度准则和齿轮故障频率信息选择故障冲击分量,融合更多故障信息重构降噪信号。最后对降噪信号进行包络解调分析,实现齿轮故障诊断。实际信号分析表明,由于GVMD能够按需获取微弱特征分量,本文所提方法能够获得更丰富的微弱故障信息准确识别齿轮早期故障位置。     

齿轮局部故障振动信号分析及提取方法研究

以齿轮局部故障为研究对象,建立了齿轮故障的振动模型,导出了齿轮局部故障的振动机理,分析了齿轮无故障振动信号和齿轮局部故障振动信号成分的异同点。在MATLAB环境下,采用小波变换算法对故障信号进行降噪处理,用希尔伯特变换对故障振动信号进行解调处理。结果表明,小波变换对强噪声干扰的机械振动信号能够进行有效的降噪处理,希尔伯特变换能从降噪后的故障振动信号中提取齿轮局部故障的特征信息。该结果在机械故障诊断中具有良好的实用价值。     

小波分析在气缸密封性故障诊断中的应用

论述了从检测燃机起动电压波形来分析气缸密封性的实验方法；并解决了轻微气缸密封性故障不易诊断的难题。通过小波多尺度分解，剖析了起动电压信号的本质，并对其进行除噪和重构。选择代表性Gaussian小波对除噪后的信号进行连续小波变换，利用小波系数绝对值分布灰度图和高阶代频逼近信号来实现故障辨识。     

基于复小波变换相位功率谱的齿轮故障诊断

提出了一种基于复小波变换诊断齿轮故障的新方法 .利用Mexican-hat调制复小波基函数对齿轮振动信号进行连续小波变换 ,再作相位的频谱分析 ,可以突出边频带结构 .仿真信号的分析结果表明该方法可有效地用于齿轮故障诊断 ,与传统的自功率谱方法相比 ,具有抗噪声干扰能力强的优点     

连续小波变换在机械故障特征提取中的应用

为解决提取齿轮故障特征时去除外部噪声的问题, 以连续小波变换和自相关系数法为理论依据, 以缺齿齿轮故障为例, 提出了一种齿轮故障诊断方法。该方法能从所测量的含噪信号中确定出故障脉冲所对应的时间节点。利用多通带滤波器进行滤波处理, 可以从提取的故障特征中有效地剔除寄生脉冲。实验表明, 该方法能准确识别断齿振动信号的故障特征。     

基于交叉验证法优化参数的Morlet小波消噪方法

针对机械监测故障信号的非平稳性特点,提出一种基于交叉验证法优化参数的Morlet小波消噪方法。选择与机械冲击振动波形相似的Morlet小波,对Morlet母小波进行改进,增加了波形调整参数。通过交叉验证方法设计了改进Morlet小波的波形参数和变换尺度。对信号进行连续小波变换(CWT),实现对含噪信号的滤波消噪。将该方法应用于齿轮故障检测中,对比2种传统的小波消噪方法,验证该方法能够提取出强噪声背景下的有效信号特征成分,具有较好的滤波消噪效果。     

用于齿轮故障诊断的复小波变换相位功率谱方法

基于复小波基函数的信号小波变换,体现了小波变换的多分辨特性。复值小波能从幅值与相位两个角度提取被分析信号的信息,在齿轮故障振动信号处理中可以更好地识别故障模式。     

基于小波分析及振动信号灰度矩的水电机组振动区建立方法研究

通过对仿真振动信号进行连续小波变换,选择合适的小波分解尺度和小波类型,得到能够反映振动特征的小波系数图。由于系数图不能定量地反映机组振动强弱,需要人工介入辨识;于是在信号的特征提取中,引入"灰度矩",并把一阶矩作为定量指标,发现灰度矩数值能定量表征振动信号强弱。基于此理论方法,结合云南某水电厂的实际振动数据,提出一种建立水电机组振动区的新方法;并以上导水平摆度的振动数据为例确定出该机组的振动区;该方法比传统的仅仅通过振动峰峰值确定振动区方法更加准确,没有遗失振动的大量信息;而且以机组自身振动为参考标准,更有说服力。     

基于小波神经网络的燃气轮机故障诊断研究

为高效及时地发现燃气轮机运行异常并准确地对它进行故障诊断,提出了一种基于小波变换和BP神经网络的故障诊断方法。首先对同一工况下,输入信号的功率谱密度图进行典型频率区间划分,通过比较连续时间段频率区间有效值的突变找到疑似故障段。其次,对疑似故障段进行小波变换分析,根据疑似故障段对应的频率区间选择小波的变换尺度并提取该频率尺度下的故障特征向量,再将疑似故障和正常特征向量方差归一化后输入BP神经网络进行学习和训练,进而实现对燃气轮机的故障诊断。经过试验验证表明,该方法能够准确识别燃气轮机运行状态并进行故障诊断,具有较好的工程实用价值。     

基于频谱相关性分析的齿轮早期磨损诊断

基于振动分析的齿轮故障检测已被证明在故障识别中是有效的,但对表征早期磨损的振动信号的提取和识别仍没有得到很好的解决.本文提出一种基于频谱相关性分析的变分模态分解(VMD)和核支持向量机(SVM)相结合的齿轮早期磨损诊断方法,对能够揭示早期磨损状态的微弱齿轮振动信号采用近似完全重构的准则来初始化模式数,并采用信号功率谱密度最大值对应的频率初始化VMD方法的中心频率,用以有效提取齿轮磨损信息,进而结合核支持向量机进行齿轮的早期磨损诊断.实验结果表明,所提方法可有效克服背景噪声大无法预设模式数的问题,对噪声具有更好的鲁棒性,诊断准确率达到94.4%,可为齿轮早期磨损检测提供解决方法.     

变速箱振动信号的分解及在故障诊断中的应用

建立了变速箱故障振动理论模型，模型考虑了箱体内部各齿轮、轴承和轴不对中时对箱体复合振动信号的影响．利用时域同步平均技术和小波分析技术分别将齿轮振动信号、轴不对中故障振动信号和轴承故障振动信号从箱体复合振动信号中分离出来，并利用分离出来的振动信号成功地诊断了变速箱的典型故障．     

小波分析在故障诊断中的应用

简述小波分析的数学原理和小波分析在故障诊断中的应用机理，并以钻井泥浆泵为例，分析了小波分析在故障诊断中的应用。结果表明，用小波降噪的方法先对泵阀信号进行处理后再进行特征提取和故障诊断变得容易；用小波进行泵阀信号的消噪可很好地保存瞬态冲击信号中的尖锋和突变部分。     

倒频谱分析在齿轮故障诊断中的应用

齿轮传动的动态性能和许多因素有关,情况是非常复杂的.本文分析了齿轮传动的频率特性和它所产生的频率和幅值调制信号.利用倒频谱技术可以区分齿轮箱中不同转速的齿轮所产生的振动信号;同时倒频谱不会受信号传递通道和相位所影响.因此倒频谱是分析齿轮缺陷的有效工具.本文并介绍了作者研制的倒频谱分析软件.     

Multi-body dynamic simulation research on the influence of piston engine crankshaft thrust bearings abrasion①

Fault diagnosis studying on piston engine , crankshaft and gearbox is focused in this paper .The thrust bearing abrasion caused by axial movement of the crankshaft will affect the force of timing gears and oil pump gears , which will result in the fracture of gears , abnormal ignition, connecting rod cracking and collision of cylinder .Simulation based on CREO software is done to build three-di-mensional models of crankshaft and gears of a WP 10 diesel engine .The models are imported into ADAMS to complete multi-body dynamics simulations .The force analysis of gears in different kinds of axial movements is finished and variations rules of gear dynamic load is obtained .The presented results show that the crankshaft axial movement can cause overload and vibration on gears .Com-bined with the realistic case data , the fault feature through simulation research is validated and early warming parameters of gear fault are proposed .     

传动齿轮磨损、点蚀失效系统分析

应用失效树系统分析法研究了传动齿轮“齿面磨损”、“点蚀、剥落”等失效形式，给出了失效树、分析过程，得出了钢制传动齿轮磨损、点蚀失效的全部模式及因素对失效影响重要程度的相对顺序表，这对降低齿轮失效率有一定的现实意义。     

基于啮合特性的人字齿轮动力学建模与分析

利用人字齿轮啮合特性的分析结果,准确计算人字齿轮轮齿时变啮合刚度激励和误差激励。根据齿轮啮合冲击模型,计算人字齿轮啮入冲击激励。根据人字齿轮的均载传动特性,综合考虑上述3种激励,利用集中参数理论建立人字齿轮12自由度弯曲—扭转—轴向变形耦合的三维空间动力学模型。应用牛顿第二定律,建立系统的振动方程,对方程进行消除刚体位移和量纲归一化处理。采用变步长四阶龙格库塔法(Runge-Kutta)求解,得到系统的振动响应和动态特性。结果表明:人字齿轮动力学模型的建立、求解和分析为其动态设计奠定了基础。     

基于混沌和符号序列统计的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障的特征信号处于较低频带内、容易被噪声淹没、难以检测的问题，提出了基于混沌和符号序列统计的滚动轴承故障诊断方法．该方法利用混沌振子对微弱周期信号的敏感性，通过检测处于低频带内的故障特征周期信号来诊断轴承故障，同时采用符号序列统计量来识别振子状态的变化，达到了客观、自动识别振子状态和确定故障的目的．通过诊断滚动轴承的滚动体故障和内圈故障，验证了该方法的有效性．     

基于循环统计量的幅值解调方法及应用

基于循环平稳基本理论,提出一种新的时变调幅信号处理方法.利用循环自相关函数切片对加性白噪声的自然免疫力,取信号特定循环频率处的循环自相关函数切片,可以提高信号的信噪比.当结合其他的解调方法对切片信号进行解调分析时,能够大大提高解调分析方法的抗噪能力.仿真和实验信号分析结果表明方法的有效性.     

解调分析在机械设备故障诊断中应用的三个局限性研究

在具有齿轮、滚动轴承的机械设备故障诊断中,广泛使用解调方法分析诊断故障．从理论上分析．现有的解调分析方法存在的三个局限性：将不包括调制信息（故障信息）的两时域相加信号,也以其频率之差作为解调信号而解出;广义检波滤波解调分析中,由于取绝对值或检波过程可能产生混频效应;几种细化解调分析算法中,无法在细化分析的选抽时进行数字低通滤波,有可能会出现调制频率的高次谐波发生频率混叠而反折到低频部分的现象,提出了基于复解析带通滤波器的优化希尔伯特变换解调方法,将解调分析频率与滤波带宽建立严格的数学关系,可以克服三个局限性,将带通滤波、希尔伯特变换及选抽合为一体．运算速度快,是最佳的解调分析方法．