基于AR双谱的超声波电机故障诊断

针对超声波电机在工作时发生故障难于监测与判断,提出一种高阶谱诊断超声波电机故障的方法.利用高阶累积量对振动信号建立AR模型,再对其进行参数化AR双谱估计.实验结果表明:与正常状况时的超声波电机AR双谱相比,故障状况时其双谱能量分布出现分散,峰值减少,同时等高线图和双谱切片也存在明显差异,因此可以作为故障诊断的依据.     

调速阀的AR三谱及关联维数故障诊断分析

为了辨识调速阀的工作状态,文章建立了调速阀不同工作状态采集信号的时间序列AR模型,绘制了AR三谱及其切片谱图,分析了调速阀正常工作状态与不同故障状态下的动力学性能变化,分析了各切片谱的关联维数变化。分析结果表明,三谱及其切片谱能直观反映调速阀的不同工作状态变化,适合用于调速阀的故障诊断,各切片谱及其关联维数在反映系统动力学特性方面存在对应关系,适合于调速阀的定量和定性相结合的故障诊断分析。     

利用AR模型和支持向量机的调速阀故障识别

提出一种基于时间序列的自回归(AR)模型和支持向量机故障识别方法.以液压调速阀的故障识别为例,利用采集到的调速阀体的振动信号建立AR模型;然后,将AR模型自回归系数和残差方差组成的特征向量输入到支持向量机.最后,通过支持向量机完成对调速阀的正常和各种故障工况的分类识别.实验结果和分析表明,识别率不仅与核函数的选取有关系...     

AR双谱的电梯机械故障诊断

通过采集电梯运行时的加速度振动信号,建立AR时间序列模型.分析AR双谱图、双谱等高线,以及双谱对角切片,诊断电梯机械故障.研究结果表明:在电梯正常工作和故障时的双谱存在明显的差异,AR双谱表现出了不同的特征,可以作为电梯机械故障的诊断方法.     

时间序列双谱在调速阀故障诊断中的应用

研究液压系统的一种新的故障检测方法,利用时间序列双谱分析实现调速阀故障诊断.根据实验分析,调速阀正常工作和出现故障时采集的振动信号的双谱存在明显的差异.由此可知,时间序列双谱分析是实现液压元件故障检测的一种有效方法.     

三谱切片在调速阀故障诊断中的应用

为了解决液压元件调速阀故障诊断难的问题,采用三谱及其切片分析的方法,针对调速阀阀体正常和故障时的振动信号,分别绘制出其双谱切片和三谱切片图.比较和分析结果表明,正常时,三谱二维切片的幅值在以2个频率构建的平面中心处为零,而故障时不等于零;从对角切片分析发现,三谱对角切片能表现出比对应的双谱更多的幅值信息.三谱能更有效地提取非线性信息,为获得故障特征提供有效的依据.     

调速阀故障诊断的AR双谱定阶方法比较

为解决故障诊断中确定最优的自回归(AR)模型阶数的问题,运用最终预测误差(FPE)、阿凯克信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC),以及奇异值分解(SVD)的切片法和Frobenius法共5种定阶方法对调速阀的故障进行自回归模型定阶实验.结果表明,FPE,AIC,BIC及SVD切片法确定的阶数较低,而用SVD Frobenius法确定的阶数较高.通过不同阶数、不同故障的调速阀故障诊断实验可知,用SVD Frobenius法建立的AR模型效果优于其他方法.     

高阶时频分布在滚动轴承故障诊断中的应用研究

滚动轴承故障信号是非高斯、非线性、非平稳信号,由于调制性,使用幅值谱分析方法无法找到轴承故障频率。将高阶时频分布——主要是Wigner双谱分析方法应用于滚动轴承的故障诊断,计算滚动轴承振动信号的高阶时频分布,并对其沿时间轴切片,分析了切片的幅值谱。针对不同故障轴承,对其振动信号幅值谱、高阶时频分布及其切片谱的对比分析表明,高阶时频及其切片谱性能优于幅值谱。     

双相干谱与双谱在物流故障诊断中的性质对比

在物流设备故障描述方面,双谱和相干谱具备较多的相似之处,但就设备故障所表现出的非线性和非对称等特征,双相干谱因其可以对二次相位的耦合程度进行定量估算,因此有效综合了上述二者的优势.为了体现这种区别,在减压阀故障诊断实验中,对特定的故障信号和正常信号同时采用双谱和双相干谱进行故障判别.实验结果表明,在所采用的实验数据中,双相干谱的诊断结果要好于双谱的诊断结果.     

基于VMD-AR谱的多轴转子系统故障特征信息提取方法

为了解决现有分解方法在近频部分产生模态混叠的问题,提高时变参数模型对故障信号直接诊断的准确性,研究了多轴转子系统的典型故障信号分析方法.提出了基于变分模态分解(VMD)和AR谱相结合的故障特征信号分析方法;采取瞬时频率均值法选取VMD中的分解模式数k.经VMD分解产生固有模态函数(IMFs),采用AR谱对IMFs分量进行特征提取,分析典型故障模式相对应的特征频带.结果表明:基于VMD-AR谱的故障特征提取方法解决了分解模式数k的选取难题,避免k值的经验选取;VMD能够抑制信号分解近频部分的模态混叠,而AR模型克服了Hilbert分离算法存在的加窗效应,在频带划分上具有较强的分辨率.该方法可有效进行故障特征提取,并为改进的粒子群优化算法的混合核支持向量机算法提供特征信息.     

应用时间序列分析的液压溢流阀故障诊断法

基于液压溢流阀体工况,提出一种振动频率特性的故障诊断方法.利用溢流阀体振动信号的相关性、自回归模型的参数和功率谱特性,获得故障的突变信息,从而确认溢流阀的工作状态,为液压系统故障的诊断提供判断依据.测试系统采用LabVIEW虚拟仪器构建,并通过计算机自动完成测试和分析.实验结果表明,正常状态和故障状态下的电压信号没有明显的趋势,是一种平稳时间序列;有故障时,相关函数衰减比正常状态慢,但都不够明显;正常状态和故障状态下的特征根分布明显不同,故障状态下的系统可能处于某种稳定状态;正常状态的自回归(AR)功率谱比任何一种溢流阀常见故障的功率谱都低.     

特征谱分析方法及其在列车轮对故障诊断中的应用

鉴于列车轮对故障特征信息往往被淹没在背景噪声里,而一般频谱分析方法常因负载变化、转速波动而造成谱值模糊不准的缺点,提出了一种列车轮对故障在线诊断的特征谱分析方法,并根据列车轮对故障诊断的实际需要,研制了故障在线诊断特征谱分析系统.阐述了该方法的原理、信号采样、信号处理以及特征谱泄漏抑制等问题.实际运用结果表明该方法比普通的频谱分析技术更为准确地描述了故障信号的特征,是一种可靠而有效的故障诊断方法.图5,参8.     

某型涡扇发动机中介轴承微弱故障特征信号提取技术

研究航空发动机在降转速过程中中介轴承微弱故障特征信号的提取技术,提出了一种基于计算阶次分析、三次样条插值分析与包络谱分析相结合的新方法。基于滚动轴承模拟故障实验和航空发动机中介轴承微弱故障实验测得的降速工况下的转速信号和振动信号,首先对转速信号在时域内积分获得角位移-时间信号;再对该信号进行线性插值获得等角度间隔的角位移-时间信号;然后利用该时间序列对振动信号进行三次样条差值获得等角度间隔分布的重采样振动信号;最后对重采样振动信号进行包络分析及快速傅里叶变换获得阶次包络谱。通过两种实验分析表明该方法能有效提取出复杂路径下航空发动机中介轴承微弱故障特征信息。该方法为航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取提供了一种重要手段,具有广泛的应用前景。     

小波消噪用于钻井泵阀泄露故障诊断

讨论了钻井泥浆泵阀的失效机理,提出影响泵阀寿命的2个主要因素是阀的冲击造成的阀的疲劳点蚀和由泥浆液的刺蚀、犁沟造成的冲蚀磨损。针对钻井泵现场工况,采用声信号进行诊断,泵阀声信号的特征是信噪比低、冲击信号丰富、故障信息的时域特征明显和非平稳性。因此通过对声信号的小波降噪处理,突出了泵阀失效的故障特征,Fourier分析很难达到这样的效果,说明小波分析对这类信号的消噪有着Fourier分析不可比拟的优点,同时通过消噪也为进一步诊断中特征量的提取奠定了基础。     

基于FrFT滤波和LMS降噪的变转速滚动轴承故障诊断

变速工况下的机械故障诊断逐渐成为旋转机械监控领域的一个热门课题,在变转速下故障更容易发生且伴随更大的噪声,而相应的降噪问题目前却没有可靠的解决方法。因此提出一种基于分数阶傅里叶变换（FrFT）滤波和最小均方算法（LMS）降噪的故障诊断方法,对变转速工况下轴承振动信号进行降噪,进而提取非平稳故障特征。首先,同时获得滚动轴承振动加速度信号和转速信号;然后对Hilbert解调后的振动信号进行峰值搜索FrFT,按照搜索得到的最佳阶次和分数阶域聚集位置进行FrFT滤波;再将FrFT滤波得到的信号作为参考信号,原包络信号作为输入信号,进行LMS自适应降噪;最后对降噪后的信号按照转速重采样进行阶次分析,将包络阶次谱中的突出特征与故障特征阶次对比,判断故障。该方法可成功应用于变转速工况下滚动轴承的试验数据处理,证明了方法的有效性。     

基于Bayes判别法的内燃机气门间隙故障诊断

以内燃机气门振动信号经过经验模态分解（EMD）方法得到的固有模态函数的关联维数作为判别因子,建立内燃机气门故障诊断Bayes判别分析模型.以内燃机气门故障诊断Bayes判别分析模型计算判别样品的Bayes判别函数值,以最大对应的总体作为样品所归属的总体.对判别准则进行了评价,检验该判别模型的优良性.研究表明：Bayes判别分析模型回判估计误判率很低,为内燃机气门间隙故障诊断识别提供了一种有效的定量化分析方法.     

液压系统故障信号的小波包检测方法

提出了一种利用小波包检测调速阀故障信号的方法.通过小波的小波包分析将信号按一定的尺度进行划分,不同频率的信号被划分到不同的频段中.由经过预处理的信号经过小波包分解与重构后,可以得到小波包重构图,由图中可以获得故障产生的时间点和频率,再对故障的严重程度进行了量化分析.实验结果表明用小波包理论进行故障检测是可行的.     

基于高阶谱的异步电机定子匝间短路故障诊断方法研究

传统的信号频谱分析方法应用在信噪比低、故障特征不明显的异步电机定子匝间短路故障诊断中,往往会出现因为故障的频谱图差别不大而导致误判的问题,为此提出了一种基于高阶谱的定子匝间短路故障诊断方法。高阶谱相较于传统频谱分析,具有良好的抑噪性,同时还保留了信号的非线性相位信息,解决了定子匝间短路故障快速诊断的问题。通过理论联系实例分析表明:发生定子匝间短路故障与未发生故障的电流信号"最大幅值"处双谱水平切片图完全不同,且随着故障严重程度的增加,其谐波分量越多,幅值越大。由此验证了该方法可以有效地提取出信号中的非线性特征,完成了对异步电机定子匝间短路故障的诊断,具有良好的实际应用前景。     

基于模拟机匣的中介轴承微弱故障特征提取技术

中介轴承是航空发动机支承传动系统中的重要零件,其运行状态直接影响航空发动机的工作状态和运行安全。围绕航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取的问题,以振动信号分析和处理为基础,开展航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取实验。仿照某型涡扇发动机机匣结构设计加工了模拟机匣,用来模拟振动信号的复杂传递路径。基于包络谱分析和经验模态分解（Empirical Mode Decomposition）包络谱分析处理振动信号,对比二者对滚动轴承微弱故障特征信号的提取效果。实验结果表明,在中介轴承微弱故障特征信号提取中,模拟机匣可以有效地模拟振动信号的复杂传递路径,EMD包络谱分析法比单一采用包络谱分析的方法能够更加明显有效地提取中介轴承微弱故障信号。