最大熵谱法在齿轮故障诊断中的应用

本文对最大熵谱法用于齿轮的振动诊断的谱分析作了研究，与频谱分析进行比较，证明用于齿轮振动诊断是有效的。     

矢Wigner高阶谱在齿轮故障诊断中的研究

全矢谱技术能够有效的融合同源双通道的信息,融合后的信息无论从结构上还是能量上都能够真实的反映转子的实际运行状态。针对Wigner高阶谱只能处理单通道信息这一缺点,将全矢谱技术与Wigner高阶谱相结合,提出矢Wigner高阶谱分析方法,给出了其定义与算法,并将其应用到齿轮故障诊断中。仿真研究及实例验证结果表明,矢Wigner高阶谱能够克服基于单通道信息的Wigner高阶谱的片面性,并且该分析方法同时具备两者的优点,为齿轮故障诊断提供更可靠的依据。     

Hilbert-Huang变换在齿轮故障诊断中的应用

为齿轮故障诊断提供了一种新的途径,将Hilbert-Huang变换引入齿轮故障诊断,提出了局部Hilbert能量谱的概念,同时根据齿轮故障振动信号的特点建立了两种基于Hilbert-Huang变换的齿轮故障诊断方法:基于EMD的频率族分离法和Hilbert能量谱方法。采用EMD(Empiricalmodedecomposition)方法对齿轮振动信号能有效地将各个频率族分离;局部Hilbert能量谱可以反映齿轮振动信号的能量随时间和频率的分布情况,从而可以提取齿轮振动信号的故障信息。将这两种方法应用于齿轮故障诊断中,结果表明,基于EMD的频率族分离法和Hilbert能量谱方法都能有效地提取齿轮故障特征信息。     

AR双谱在减压阀故障诊断中的应用

双谱可以描述系统的非线性耦合,抑制高斯噪声和保留相位信息。当减压阀系统受到零均值的非高斯噪声干扰时,利用减压阀输出的位移信号建立AR时间序列模型,通过AR双谱进行减压阀故障诊断。结果表明在相同的液压压力下,减压阀在正常工作和出现故障时的双谱存在明显差异,双谱表现出了不同的特征;对于同一实验组,在不同的液压压力下减压阀的双谱特征有略微变化,液压压力对减压阀的故障诊断影响不大,这样有助于在实际应用中对减压阀做出快速诊断。理论和实验说明了双谱分析是实现液压元件故障检测的有效方法之一。     

局部特征尺度分解结合局部均值解调的齿轮故障诊断

为了准确地进行故障诊断,根据齿轮故障振动信号的多分量调幅-调频特征,提出了一种新的解调方法--局部均值解调法,将之与局部特征尺度分解相结合进行齿轮故障诊断。该诊断方法首先对齿轮振动信号运用局部特征尺度分解,得到若干个内禀尺度分量,然后应用局部均值解调法求取每个分量的调频分量,最后根据瞬时频率的频谱进行故障诊断。采用仿真信号将局部均值解调法与Hilbert解调法、经验调幅调频分解法进行了对比,结果表明,局部均值解调法的精确性更好。通过齿轮故障振动数据的分析,验证了局部特征尺度分解结合局部均值解调的故障诊断方法的有效性。     

局部特征尺度分解方法及其在齿轮故障诊断中的应用

在定义瞬时频率具有物理意义的单分量信号——内禀尺度分量(Intrinsic scale component,ISC)的基础上,提出一种新的自适应信号分解方法——局部特征尺度分解(Local characteristic-scale decomposition,LCD)。LCD方法可以自适应地将任何一个复杂信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的ISC分量之和,非常适合于处理多分量的调幅—调频信号。当齿轮发生故障时,其振动信号一般为多分量的调幅—调频信号,因此局部特征尺度分解方法可以有效地应用于齿轮故障诊断。对LCD和经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)、局部均值分解(Local mean decomposition,LMD)方法进行对比,结果表明了LCD方法的优越性。同时,针对齿轮故障振动信号的调制特征,将LCD方法和包络分析法相结合应用于齿轮故障诊断,对实际的齿轮故障振动信号进行分析,结果表明LCD方法可以有效地应用于齿轮故障诊断。     

阶比双谱及其在旋转机械故障诊断中的应用

双谱分析是处理非线性、非高斯信号的有力工具,然而,它是以分析恒频振动的稳态信号作为前提条件的,对分析旋转机械中广泛存在的变频振动信号（如旋转机械升降速信号）是无能为力的。而阶比双谱是一种分析变频振动信号的新方法,它将非稳态信号按等转角间隔进行采样,得到阶域中的稳定信号,再进行双谱分析;仿真显示该方法优于阶比谱和传统双谱。最后,将该方法成功地应用到旋转机械升降速过程的故障诊断中,实验结果表明该方法是有效的,阶比双谱可很好地分析机械振动的非线性非平稳信号。     

基于ITD和切片双谱的滚动轴承局部损伤故障诊断

针对滚动轴承局部损伤故障诊断问题,提出一种基于本征时间尺度分解(ITD)和切片双谱的故障诊断方法。首先利用ITD方法将轴承故障信号分解为若干个合理旋转(PR)分量,然后对PR分量进行包络解调,并计算其切片双谱,提取轴承故障信号由于二次相位耦合产生的非线性特征,确定轴承故障类型。为加快分解速度并减少分解运算量,对ITD方法迭代终止条件进行改进。对仿真信号的分析表明,ITD方法对信噪比较低的信号具有很好的分解效果,并验证了切片双谱在抑制噪声和剔除非二次相位耦合谐波方面的优势。     

基于局部均值分解的阶次跟踪分析及其在齿轮故障诊断中的应用

针对齿轮升降速过程中故障振动信号为多分量的调制信号以及故障特征频率随转速变化的特点,将局部均值分解（LMD）与阶次跟踪分析相结合,提出了一种新的齿轮故障诊断方法。首先采用阶次重采样将齿轮的时域振动信号转换为角域平稳信号,然后对角域信号进行LMD分解,得到若干个乘积函数（PF）分量,最后对各个PF分量的瞬时幅值进行频谱分析来提取齿轮的故障特征。通过对齿轮齿根裂纹故障试验振动信号的分析可知,该方法能有效地提取齿轮故障特征。     

基于谱熵的齿轮故障诊断方法研究

齿轮故障诊断中,采用何种有效的方法对随机动态信号进行分析和特征提取是关键所在。在实际工程当中所采集到的系统信号不可避免地受到噪声的污染,所以普通的一些处理方法如功率谱分析法等,对噪声的存在很敏感,检测分析结果往往不很理想,且很难准确区分故障。谱熵方法从统计学理论入手,反映了信号的无序性,对噪声具有一定的鲁棒性。本文将谱熵理论引入到机械齿轮传动系统中,对齿轮发生的裂纹、磨损故障进行了特征提取、区分与诊断,并与正常齿轮进行了对比,分析模拟和实验结果表明,效果良好,识别诊断的精度在90%以上,为机械齿轮传动系统的故障识别与诊断提供了一种有效方法。     

数据仓库技术在齿轮故障诊断中的应用

以齿轮箱的历史故障数据为依据,提出了齿轮故障诊断数据仓库的功能架构,并对数据的收集、集成、存储等方面进行了研究,建立了齿轮故障诊断模型。为齿轮故障诊断提供了一种新的方法。     

基于证据理论的齿轮故障诊断

针对传统方法在齿轮故障诊断中可靠性不高的问题,提出了基于证据理论的混合诊断算法.根据齿轮故障特征向量,采用两个并行的BP神经网络进行局部故障诊断,获得彼此独立的证据.再用证据理论对各证据进行融合,最终实现对齿轮的故障诊断.实例结果表明,该方法可充分利用各种故障的冗余和互补信息,有效地提高诊断的可信度.     

齿轮故障诊断中的信号处理技术研究与展望

重点讨论了各种信号处理技术在齿轮系统的故障诊断中的应用 ,包括 :平稳信号处理技术 ,非平稳信号处理技术 ,非高斯和非白色噪声信号处理技术 ,非线性信号处理技术 ,盲信号分离技术 ,奇异值分解技术以及各种智能诊断技术。详细比较了各种信号处理技术的特点、应用范围和研究进展 ,并且指出了今后的若干研究方向 ,从而为齿轮系统的故障诊断和在线监测提供了依据 ,以保证齿轮系统的安全运行。     

基于自回归模型的齿轮轴破损诊断

齿轮轴失效引起的齿轮箱振动行为与轮齿失效引起的齿轮箱振动行为不同.传统的齿轮故障诊断方法大多针对于轮齿破损,难以有效识别齿轮轴破损.用自回归模型拟合正常齿轮振动的时域同步平均信号,利用Akaike判据获得自回归模型的阶数,用Levinson-Durbin递归算法求解Yule-Waker方程获得自回归模型的系数.将建立的自回归模型作为线性滤波器处理齿轮箱振动信号,获得预测误差信号.之后对预测误差信号进行两样本Kolmogorov-Smimov检验,获得正常齿轮轴振动信号和待处理齿轮轴振动信号预测误差的K-S统计距离和相似概率,并将其作为齿轮轴破损特征指标量.实际试验表明这一特征指标的有效性.     

基于小波包能量谱齿轮振动信号的分析与故障诊断

小波包是继小波分析之后提出的一种新型的多尺度分析方法,解决了小波分析在高频部分分辨率差的缺点,体现了比小波分析更好的处理效果.测试了齿轮传动系统在几种不同故障类型下的振动信号,利用小波包变换的分解和重构算法,有效地提取出齿轮故障特征信号,得到试验结果.通过比较时域分析、频域分析和小波包分析对齿轮振动信号进行的特征提取,...     

基于本征时间尺度分解算法的齿轮箱故障诊断

针对现有信号处理方法在齿轮箱故障诊断中的不足,将本征时间尺度分解算法( IntrinsicTime- scale Decomposition,ITD)应用到齿轮箱故障诊断中.首先介绍了ITD算法;然后将ITD算法应用到齿轮箱的故障诊断中,得到了正确的结论;最后将ITD算法与经验模式分解(EMD)算法进行了比较,结果表明...     

齿轮故障诊断的小波分析方法

在齿轮故障监测与诊断中，故障特征提取是诊断的关键，而特征提取的方法也是多种多样的。利用双正交小波基将齿轮的故障振动信号分解到时频域，并提取出齿轮的故障特征。同时结合MATLAB编程语言检验小波在齿轮故障检测中的应用效果。     

基于改进特征选择方法的齿轮故障SVM诊断

为提高齿轮故障诊断的精度,对常用的共享特征选择方法(Share feature selection,SFS)进行改进,提出了改进的特征选择方法(Improved feature selection,IFS).改进的特征选择方法结合齿轮两两故障类型之间的特点,在齿轮两两故障之间建立独立的故障特征集,用以取代所有故障类型的...     

基于小波包分析和改进自适应遗传算法的齿轮故障诊断

齿轮是传动系统中最重要的元件之一,针对齿轮故障问题,在综合小波包降噪、模糊逻辑、高阶BP网络、改进自适应遗传算法各自优点的基础上,提出了一种基于小波包分析和改进自适应遗传算法的齿轮故障诊断新方法。试验证明,这种方法与传统方法相比,无论在分类精度,还是对训练总误差控制方面都具有更大的优势。