二阶循环统计量在机械故障诊断中的应用

基于循环统计理论，对循环平稳信号进行处理，主要研究了信号的二阶循环统计特性，即循环自相关函数和循环谱密度，指出循环自相关函数不为零的循环频率对应着信号中的某些故障，并可以对调幅信号进行解调。通过循环频率扫描方法提取的调制源分布在循环频率域的低频段，其结果可用循环频率-频率-循环谱密度的三维图表示。用仿真信号对该方法进行验证，并应用于滚动轴承的内、外圈及滚动体的故障诊断，可以有效地分离出所对应的故障特征频率。     

齿轮信号特征识别的谱相关密度分析

针对齿轮初期故障以调频形式表现且包络解调仅能够解调幅的现状,以一般调制信号为模型,引入解析思想,对各类型调制信号进行二阶循环平稳分析,理论推导了各自的分析结果,给出了调制信号谱相关密度分析的统一构架,证明了解析形式的谱相关密度同时提取调幅、调频特征的能力.仿真分析和齿轮故障实例验证了该分析方法对于调制特征的提取能力,表明该方法能够准确反映齿轮振动信号调制特征的变化,适用于齿轮初期故障的监测和识别.     

旋转机械振动信号的循环谱分析

依据循环平稳理论,建立了具有旋转特性的机械设备的信号模型,对其振动信号的二阶循环统计量的解调性能进行了分析.指出利用循环谱图及其轮廓图可以有效识地从复杂的机械振动信号中提取调制信号及载波信号的频率特征,为设备的故障识别及故障定位提供了依据.     

滚动轴承故障振动信号特征与诊断方法

简述了恒转速条件下滚动轴承故障信号共振解调的优点和基本原理,通过实验和理论分析研究了变转速轴承故障振动信号的特点.指出了轴承损伤点冲击信号的非周期性、轴承共振频率随转速变化的变频特性,以及故障信号的双变频调制特性.建立了由变频转速信号为调制信号、变频共振衰减信号为载波的滚动轴承故障模型.给出了阶比循环平稳自相关函数的计算方法.利用循环平稳分析对旋转机械振动信号的解调功能,结合连续隐马尔可夫模型(CHMM)对动态信号的识别能力,提出了一种适用于变转速运转条件下的滚动轴承故障诊断方法,通过实验验证了方法的可行性.     

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。     

基于循环特征的调制模式识别算法

介绍现有通信信号调制模式识别算法,对二进制幅度键控、二进制频移键控、二进制相移键控、正交相移键控、最小频移键控等几种数字通信信号的循环平稳特性建模分析,并提取出了循环谱密度函数α轴上的最大幅度归一化值a、循环谱密度函数f正半轴上的脉冲个数m、循环谱密度函数α正半轴上的脉冲个数n等相关的特征参数,通过分级判决来实现基于通信信号的循环特征的调制模式识别。仿真表明,基于循环特征的调制模式识别算法在-2 dB的加性高斯白噪声条件下,识别正确率高达90%,具有较好的可靠性。     

基于改进二阶循环平稳解卷积的轴承故障检测方法

针对涡轴发动机主轴轴承故障特征难以提取,背景噪声干扰大的问题,提出了改进二阶循环平稳解卷积(PSO-CYCBD)方法,用于提取强噪声背景下的故障特征频率.该方法采用粒子群优化(PSO)算法对二阶循环平稳解卷积(CYCBD)方法中的滤波器长度参数进行寻优.首先,基于故障轴承振动特点建立信号模型,然后用PSO算法对包络谱故障特征比(FFR)进行最大化处理,将得到的最优滤波器长度参数输入到CYCBD方法中,对滤波后的信号进行包络谱分析,提取故障特征频率.最后,将提出的方法应用于实测信号中,与传统包络谱分析相比提高了故障特征提取的效率和准确性,从而验证了该方法的有效性.     

改进的谱相关分析方法及其在故障诊断中的应用

提出一种基于峭度能量的谱相关分析方法.它利用每个循环频率切片的峭度值来衡量该循环频率的调制能力,并以此作为加权因子进行循环频率的能量累积,最终实现故障特征的有效提取.相对于传统的谱相关分析方法,本文方法降低了信号中多倍频谐波对故障特征频率的干扰,能更清晰准确地提取出故障频率特征.利用传统的谱相关分析方法、本文方法和共振解调三种方法对仿真信号、低速重载试验台的滚动轴承外圈故障信号进行分析,证明了本文方法的有效性.     

改进的谱相关分析方法及其在故障诊断中的应用

提出一种基于峭度能量的谱相关分析方法.它利用每个循环频率切片的峭度值来衡量该循环频率的调制能力,并以此作为加权因子进行循环频率的能量累积,最终实现故障特征的有效提取.相对于传统的谱相关分析方法,本文方法降低了信号中多倍频谐波对故障特征频率的干扰,能更清晰准确地提取出故障频率特征.利用传统的谱相关分析方法、本文方法和共振解调三种方法对仿真信号、低速重载试验台的滚动轴承外圈故障信号进行分析,证明了本文方法的有效性.     

带通全响应连续相位调制信号的二阶循环谱

根据全响应连续相位调制信号在不同调制指数下的基带循环谱,由数字调制信号的基带循环谱与带通循环谱的关系式,推导了其相应带通信号循环谱的表达式并进行了详细的分析,得出了不同调制指数下循环频率与载频、峰值频偏以及码元宽度之间的关系式.仿真实验证明这些结论是正确的.