收藏本站
《中北大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

机械系统故障信号特征提取技术研究

余红英  
【摘要】:机械故障诊断包括信号测量、特征提取、状态诊断和状态分析四个步骤,其中最关键的问题是故障信号的特征提取。旋转机械在机械设备中数量最多应用最广,是设备状态监测与故障诊断的重点。本文以齿轮箱传动系统为研究对象,研究齿轮和轴承故障信号特征提取的新理论与新方法,主要完成以下研究工作: 1.研究了齿轮箱各部件典型故障所产生的振动信号的特征,建立了齿轮与滚动轴承振动信号的数学模型;分析了齿轮箱典型故障所产生的振动对位移、速度、加速度及高阶加速度信号的不同影响;建立了齿轮箱系统的实验装置;研究并改进了时域平均技术,并利用该方法把各个齿轮的振动信号从齿轮箱总的振动信号中提取出来,实现齿轮振动信号的分离。研究了应用包络细化解调技术、倒频谱分析技术等方法提取齿轮与滚动轴承故障特征信息的优缺点。 2.讨论了小波基函数选取对信号特征提取的影响,提出一种基于复Morlet小波和连续小波变换的包络检波新算法。新方法用傅立叶变换快捷计算小波变换系数,得到能够反映信号全貌的尺度包络谱,通过该包络谱能够很容易的确定是否存在瞬时冲击及冲击信号所在频带。该分析过程在全频带内自动进行,无须先验知识与人工干预,便于利用计算机进行故障自动识别。 3.详细论述了基于小波变换的奇异性检测理论,重点研究了基于B样条二进小波变换及其快速算法—多孔算法,以及基于小波变换模极大值理论的信号奇异性检测方法。根据信号和噪声模极大值的尺度变换特性,提出了利用相邻两级细节信号的乘积作为检测信号求解多尺度模极大值分布图的方法,新方法根据模极大值的位置实现信号奇异点的精确定位,达到增强信号和抑制噪声的目的。并把该方法成功的应用于滚动轴承故障信号奇异性的检测,为设备故障诊断提供了一种新的方法。 4.研究了非线性时间-频率分布在故障特征提取中的应用。针对复杂机械故障产生的异常瞬时振动信号探测,提出一种新的无混叠双线性时间-频率分布方法,给出了新的时频变换核函数,新方法能够避免常用的双线性时频分布中的频率混叠与信息丢失,
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH17

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 黄晋英;潘宏侠;毕世华;杨喜旺;;基于盲信号处理的传动箱状态监测与故障诊断[J];弹箭与制导学报;2006年02期
2 傅勤毅;熊施园;;基于高斯谐波小波的齿轮箱故障诊断[J];铁道科学与工程学报;2013年04期
3 张照煌;丁显;刘曼;曾菊瑛;;基于小波变换的风电机组传动系统故障诊断与分析[J];应用基础与工程科学学报;2011年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年
2 赵慧敏;柴油机非稳态振动信号分析与智能故障诊断研究[D];天津大学;2010年
3 程发斌;面向机械故障特征提取的混合时频分析方法研究[D];重庆大学;2007年
4 杨先勇;基于信号局部特征提取的机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2009年
5 史丽晨;基于故障机理分析的往复式活塞隔膜泵状态监测与故障诊断技术的研究[D];西安建筑科技大学;2009年
6 慕昱;基于数据挖掘的核电站故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 周晓峰;机械振动源的分离和识别方法研究[D];浙江大学;2012年
8 刘小平;提升机故障智能诊断理论及应用[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
2 王晓斌;基于粒子滤波的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
3 马航;齿轮箱故障诊断中粒子滤波技术的应用[D];中北大学;2011年
4 崔小超;球磨机传动系统状态检测与振动分析[D];辽宁科技大学;2012年
5 潘飞;虚拟式一体化齿轮箱故障诊断仪的研究[D];重庆大学;2007年
6 屈峰;汽车发动机故障诊断方法研究[D];大庆石油学院;2007年
7 薛松;时频分析方法在齿轮箱故障特征提取中的研究应用[D];太原理工大学;2008年
8 王业坚;烟机状态监测与叶片结垢分析研究[D];大庆石油学院;2008年
9 孙志辉;基于Hilbert谱特征提取的智能识别方法研究与应用[D];大连理工大学;2009年
10 于明月;第二代小波变换在旋转机械故障诊断中的应用研究[D];南京航空航天大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘宏侠,姚竹亭,黄晋英;车辆动力传动系统监测与故障诊断技术[J];华北工学院学报;2002年02期
2 张善文,甄蜀春,赵兴录;强线性调频干扰下雷达目标的识别方法[J];航天电子对抗;2000年04期
3 何晓霞,沈玉娣,张西宁;连续小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J];机械科学与技术;2001年04期
4 傅勤毅,章易程,应力军,李国顺;滚动轴承故障特征的小波提取方法[J];机械工程学报;2001年02期
5 侯敬宏,黄树红,申弢,张燕平;基于小波分析的旋转机械振动信号定量特征研究[J];机械工程学报;2004年01期
6 徐金梧,徐科;小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J];机械工程学报;1997年04期
7 郑海波,李志远,陈心昭,贾继德;基于时频分布的发动机异响特征分析及故障诊断研究[J];内燃机学报;2002年03期
8 刘刚,屈梁生;机械信号连续小波系数的统计特征研究[J];西安交通大学学报;2002年03期
9 费斌,蒋庄德,王海容;基于遗传算法求解分形无标度区的方法[J];西安交通大学学报;1998年07期
10 陈韶华,相敬林;一种改进的时域平均法检测微弱信号研究[J];探测与控制学报;2003年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李祥阳;严洁;;往复机构混沌振动响应特征辩识[J];四川有色金属;2010年02期
2 李鸿利,郑秀婷,吴大鸣,牟勇强;利用分形评定高聚物/无机粒子体系的分散效果[J];工程塑料应用;2004年12期
3 陈学锋;瞿金平;;注塑机曲肘式合模机构弹性振动的研究[J];工程塑料应用;2008年03期
4 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
5 冉志红;李乔;;基于分形的结构损伤识别方法研究[J];四川建筑科学研究;2008年06期
6 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
7 陈晓红;分形图产生方法研究和比较[J];安徽教育学院学报;2004年03期
8 章品正,万遂人;基于小波包分解的白细胞胞核边缘提取算法与实现[J];安徽广播电视大学学报;2002年01期
9 李素云;张德祥;;基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
10 秦耘;由复迭代模型 Z←Z~α+C 得到的分形图[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 施式亮;何利文;伍爱友;李润求;;基于分形学的瓦斯爆炸事故时序数据分析模型及应用[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
3 钱苏翔;焦卫东;胡红生;;某海洋油气平台压缩机振动信号的时频分析与故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李健宝;彭涛;;基于EMD与相关性分析的滚动轴承智能故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 胡汉辉;谭青;;基于小波包分析及模糊识别的风机故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 徐建立;杨飞宇;;基于声音信号的结构损伤识别方法[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
9 温广瑞;刘石;张西宁;李兵;;基于多传感信息的转子无试重现场动平衡方法研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
10 何正嘉;訾艳阳;陈雪峰;王晓冬;;内积变换原理与机械故障诊断[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
2 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
3 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 岑健;基于人工免疫系统的机组复合故障诊断技术研究[D];华南理工大学;2010年
5 戈晓岚;SiC_p/Al复合材料摩擦学特性及其分形研究[D];江苏大学;2010年
6 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
7 林慧斌;离散频谱校正理论的抗噪性能研究及其在工程中的应用[D];华南理工大学;2010年
8 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
9 郑济均;OFDM无线通信系统中几个关键问题的研究[D];电子科技大学;2010年
10 张校辉;互联网流量特性分析、建模及应用[D];解放军信息工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
3 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
4 韩冬振;远程诊断中心的设计与实现[D];郑州大学;2010年
5 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
6 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
7 樊碧波;基于全矢谱的故障预测关键技术研究[D];郑州大学;2010年
8 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
9 解保忠;计算机在矽肺病早期诊断及预测中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 朱明;基于信息熵的导航传感器故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王邦元,王年,吴先良,汪炳权;一种基于高斯小波变换的红外热图象阈值自动选择方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
2 周宗玉;借助参数检测装置进行液压系统故障诊断的模式研究[J];安徽机电学院学报;2000年02期
3 覃文洁;内燃机曲轴系振动响应的多体系统动力学分析方法[J];安全与环境学报;2002年02期
4 赵骞,郝志勇;柴油机曲轴系扭转振动的有限元模型研究[J];车辆与动力技术;2000年04期
5 郝大海;;基于Hilbert-Huang变换的发动机振动信号特征提取[J];兵工自动化;2007年12期
6 金卫同;刘东升;李韬;;基于关联维数G-P算法的齿轮故障诊断[J];兵工自动化;2008年05期
7 胡海峰;安茂春;秦国军;胡茑庆;;基于隐半Markov模型的故障诊断和故障预测方法研究[J];兵工学报;2009年01期
8 杨露;沈怀荣;;希尔伯特-黄变换与小波变换在故障特征提取中的对比研究[J];兵工学报;2009年05期
9 崔玲丽;丁芳;高立新;张建宇;王颖旺;;齿轮裂纹早期故障的完全解调分析[J];北京工业大学学报;2006年08期
10 杜修力;何立志;侯伟;;基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J];北京工业大学学报;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 何振亚;;盲信号处理及其神经计算[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
2 孙丽娜;原培新;林杰;袁圣浩;;基于小波变换的引擎故障诊断方法研究[A];2005'全国真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王广斌;基于流形学习的旋转机械故障诊断方法研究[D];中南大学;2010年
2 李志敏;基于振动分析的内燃机主轴承状态监测与故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2001年
3 盖强;局域波时频分析方法的理论研究与应用[D];大连理工大学;2001年
4 张海勇;基于局域波法的非平稳随机信号分析中若干问题的研究[D];大连理工大学;2001年
5 谭善文;多分辨希尔伯特—黄(Hilbert-Huang)变换方法的研究[D];重庆大学;2001年
6 孙颖楷;内燃机智能故障诊断系统的研究及应用[D];重庆大学;2001年
7 胡茑庆;转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D];国防科学技术大学;2001年
8 郑海波;非平稳非高斯信号特征提取与故障诊断技术研究[D];合肥工业大学;2002年
9 钟佑明;希尔伯特—黄变换局瞬信号分析理论的研究[D];重庆大学;2002年
10 纪跃波;多分辨时频分析理论与多功能时频分析系统的研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 张亮;风力发电机组齿轮箱早期故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2010年
3 周桂珍;基于小波神经网络的异步电机故障诊断[D];湘潭大学;2010年
4 顾晓光;基于小波变换和支持向量机的电力电子电路故障诊断研究[D];河南大学;2011年
5 何锡进;微车后桥振动噪声与动力学特性研究[D];武汉理工大学;2011年
6 方韶茂;盲信号分离算法及关键技术应用研究[D];华南理工大学;2011年
7 田枫;基于核的故障诊断方法及应用研究[D];沈阳理工大学;2011年
8 司方坤;基于小波包分析的感应电机故障诊断技术的研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 顾丹;上海无线城市建设模式研究[D];上海交通大学;2010年
10 赵龙;风力发电机组故障诊断系统研究[D];华中科技大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 隋文涛;张丹;;平稳小波变换在轴承振动信号去噪中的应用[J];轴承;2012年01期
2 张星辉;康建设;孙磊;曹端超;;能量比在轴承故障评估中的应用研究[J];轴承;2012年01期
3 朱泳;凌滨;赫惠馨;;基于TMS320C5509A的传感器故障诊断[J];东北林业大学学报;2009年08期
4 印嘉;吴建德;王晓东;范玉刚;黄国勇;;基于小波包能量谱的往复式隔膜泵故障诊断研究[J];传感器与微系统;2012年10期
5 印嘉;吴建德;王晓东;范玉刚;冷婷婷;;基于HHT的往复式隔膜泵主轴故障诊断研究[J];传感器与微系统;2013年04期
6 刘颖源;;基于瞬时频率估计的旋转机械故障信号阶比分析[J];电子制作;2014年05期
7 周进;房宁;郭鹏;;基于相对主元分析的风电机组塔架振动状态监测与故障诊断[J];电力建设;2014年08期
8 陈祥龙;胡春艳;梅检民;肖云魁;贾继光;;基于非线性小波变换和经验模式分解的轴承故障特征提取[J];军事交通学院学报;2011年11期
9 张丹;隋文涛;李志永;季画;;静态小波相关滤波法在振动信号处理中的应用[J];制造业自动化;2011年11期
10 孙霞;;往复式机械的故障诊断分析[J];机械研究与应用;2010年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵鹏;离心泵振动故障诊断方法研究及系统实现[D];华北电力大学(北京);2011年
2 蒋永华;旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究[D];重庆大学;2010年
3 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年
4 赵慧敏;柴油机非稳态振动信号分析与智能故障诊断研究[D];天津大学;2010年
5 李孟麟;融合叶尖定时信号的旋转机械转子故障诊断技术研究[D];天津大学;2011年
6 隋文涛;滚动轴承表面损伤故障的特征提取与诊断方法研究[D];山东大学;2011年
7 谢云臣;设备可拓更新理论及方法研究[D];吉林大学;2007年
8 张超;基于自适应振动信号处理的旋转机械故障诊断研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 谢小正;数控机床主轴组件故障的知识发现研究[D];兰州理工大学;2013年
10 巩晓赟;基于全矢谱的非平稳故障诊断关键技术研究[D];郑州大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
2 崔喜贺;发动机振动诊断虚拟仪器系统的研究[D];河北农业大学;2011年
3 岳红利;小波分形理论与神经网络结合的电机轴承故障诊断研究[D];太原理工大学;2011年
4 于晓燕;汽车发动机故障诊断与容错技术的研究[D];东北林业大学;2011年
5 王晓斌;基于粒子滤波的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
6 马航;齿轮箱故障诊断中粒子滤波技术的应用[D];中北大学;2011年
7 汪凯;感应电动机转子和轴承故障检测方法研究[D];天津理工大学;2011年
8 管森森;基于振动信号分析的齿轮箱故障诊断系统开发[D];华北电力大学;2011年
9 曲秀秀;转子耦合故障振动信号的盲分离技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 乔保栋;转子—滚动轴承耦合系统的滚动轴承故障分析与智能诊断[D];南京航空航天大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李兆杰,郭呈贺,钱文瀚;多传感器集成融合技术[J];传感器技术;1996年06期
2 许超,柴振明,舒士畏,朱敏慧;基于近似小波变换与时频分析的SAR运动目标检测[J];电子学报;1997年06期
3 马彦,石要武,康小涛;混合色噪声背景下谐波恢复:一种可消除谱估计伪峰的互谱SVD-LS方法[J];电子学报;2002年01期
4 王延春,丁康,谢明,黄强,伊柱林;C6132车床振动噪声的试验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1992年05期
5 王延春,谢明,丁康;包络分析方法及其在齿轮故障振动诊断中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年01期
6 戴征坚,郁文贤,胡卫东,吴建辉;强干扰下LFM信号的检测与参数估计[J];国防科技大学学报;1999年03期
7 袁维宝,王洪海,唐明慧;柴油机敲缸故障的振动诊断法[J];华北水利水电学院学报;1999年03期
8 全惠敏,寻纯阳;汉语连续语音识别的前置处理[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年S1期
9 张庆荣,单佩钧,林象平;低信噪比情况下瞬时频率估计[J];航天电子对抗;1995年03期
10 蔡志强,吴雅,周笠,杨叔子;故障诊断与切削颤振的小波分析[J];华中理工大学学报;1993年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜建国,苏鹏声,邱阿端,汪庆生,杨秉寿;电机故障特征提取方法二则[J];中国电机工程学报;1992年05期
2 徐红;小波包分解算法研究及其在机械故障诊断中的应用[J];仪器仪表学报;2005年S1期
3 张淑清;陈白;张立国;;小波分析算法研究及在齿轮与滚动轴承故障诊断中应用[J];传感技术学报;2007年05期
4 刘胜;江娜;;船舶动力装置冷凝器故障特征提取方法研究[J];船舶工程;2008年02期
5 梅检民;周斌;司爱威;张威;肖云魁;;基于变精度粗糙集理论提取发动机振动故障特征[J];军事交通学院学报;2009年03期
6 王丽;于宗艳;;小波分析在滚动轴承故障诊断中的应用[J];现代科学仪器;2009年06期
7 杨万成;曹亚娟;冯汉生;邢文华;肖云魁;;粗糙集理论与发动机故障特征提取[J];军事交通学院学报;2005年01期
8 杨铁梅;;基于小波分析的齿轮传动系统故障诊断研究[J];计量与测试技术;2009年09期
9 柴继泽;王仲生;芦玉华;;转子系统早期碰摩故障特征提取方法研究[J];计算机测量与控制;2009年09期
10 杨勇;张帅;韩清凯;曲衍怀;;基于非线性分析的复杂机电系统故障特征提取[J];沈阳农业大学学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 徐红;;小波包分解算法研究及其在机械故障诊断中的应用[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李瑞欣;基于网络和状态监测的设备管理理论与方法研究[D];天津大学;2004年
2 陈仲生;直升机旋转部件故障特征提取的高阶统计量方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 吴丹;DC/DC开关电源的故障诊断研究[D];中南大学;2007年
2 陈建波;基于相位差校正法的全息谱研究[D];重庆大学;2009年
3 谭中军;基于独立分量和生成拓扑映射的旋转机械故障特征提取和诊断研究[D];湖北工业大学;2007年
4 李星;关键机组远程状态监测诊断系统研发与工程应用[D];北京化工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026