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《大连理工大学》 2003年
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基于局域波法的转子系统非线性动态特性及应用研究

王凤利  
【摘要】:转子系统是旋转机械的重要组成部分,其动态特性一直备受关注。就其本质而言,转子动态特性问题绝大多数是属于非线性的。随着生产与科学技术的发展,旋转机械向高速、重载、轻型化和自动化方向发展,转子系统动态特性分析与应用研究已是一项迫切的任务。本文开展了转子系统故障诊断与模态参数辨识的研究,主要内容如下: 1、本文应用局域波法对非线性系统、非平稳信号分析进行了研究。通过几种时频分析方法的比较,表明局域波法对于非平稳、非线性信号的分析更具有效性,局域波时频分析清晰地描述非线性系统的特性,对非线性系统给出了更深的认识。 2、将局域波时频分析方法应用于转子系统故障诊断领域,为转子系统故障诊断提供了新的诊断方法。 局域波法为转子轴心轨迹的提纯提供了有效的途径,通过局域波分解后的IMF来重构信号,剔除了噪声的干扰,保留了有用的故障信息,利用重构信号合成的轴心轨迹清晰地反映了转子系统的油膜涡动故障特征。 应用局域波分析转子系统动静件碰摩和不对中早期故障信号,并且和传统的频谱分析结果进行了比较,结果表明局域波分析能够清晰地反映了故障转子振动信号能量的时频分布特征,克服了全域波信号分析造成的能量扩散和泄漏,可用于转子早期故障发展的特征提取。 以Jeffcott裂纹和碰摩转子为研究对象,建立了裂纹和碰摩转子耦合振动的分析模型,应用局域波时频分析方法来分析裂纹和碰摩故障转子耦合振动信号的时频特征,为工程中多非线性故障转子系统的振动监测与故障诊断提供了很好的依据。 3、提出了基于IMF和混沌的微弱信号检测方法。通过混沌振子Duffing方程解的特性分析,应用分形技术来识别混沌运动及其分岔参数,为实际应用中混沌振子的准确设计提供了保证,阐明了对转子系统早期不对中故障信号进行检测和诊断的机理,对于工程实际中转子系统的早期故障诊断提供了有效的依据。 4、探讨了分形动力学理论在转子系统故障诊断中的应用,将局域波法和分形理论相结合,提出了以IMF分形维数作为状态特征量的转子系统故障诊断方法。通过分析不同故障状态下的响应信号局域波分解后的IMF分形维数对不同故障的敏感性,细致地刻划了振动信号中所蕴含的信息,反映了产生相应故障的动力学机制。仿真信号和转子故障实测信号的分析验证了该方法的有效性。 5、将局域波法应用于非线性系统的模态参数识别,为非线性系统的模态参数辨识提供了新的方法。通过对立方刚度非线性系统的模态参数的辨识,仿真结果验证了方法的有效性。针对转子系统的模态参数测试识别的问题,提出测取转子系统在降速过程非稳定运行工况下的振动响应信号,应用本文提出的非线性模态参数识别方法得到了转子系统的瞬时固有频率和瞬时阻尼系数。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH113

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【引证文献】
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1 王凤利;基于局域波时频分析的机械故障诊断[J];大连海事大学学报;2005年04期
2 王凤利;邢辉;段树林;马孝江;;局域波法的多分辨分析特性及其应用[J];大连海事大学学报;2007年01期
3 王凤利;赵德有;马孝江;;基于局域波和混沌的转子系统早期故障诊断[J];大连理工大学学报;2009年01期
4 王凤利;赵德有;;基于局域波法的非线性系统模态参数识别研究[J];大连理工大学学报;2011年01期
5 王凤利;李宏坤;;利用ICA的局域波分解及其在机械故障诊断中应用[J];大连理工大学学报;2012年04期
6 王凤利;于洪亮;段树林;马孝江;;基于局域波和混沌的微弱故障信号检测方法[J];交通运输工程学报;2008年01期
7 郝志华;林田;马孝江;;基于经验模式分解的神经网络模型及其在转子系统故障诊断中的应用[J];中国电机工程学报;2006年20期
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2 别锋锋;基于局域波时频谱的往复机故障智能诊断方法研究[D];大连理工大学;2008年
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【共引文献】
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2 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
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4 王赞芝;胡如成;张鹏;吴辉琴;邓宇;叶雁冰;黄世斌;陈劲飙;;多跨连续梁弯曲自由振动的波动解法[J];四川建筑科学研究;2010年02期
5 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
6 傅廷亮;朱智超;李春生;张扬;;分形和基于C~(++)的分形参数化绘图[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
7 顾荣宝;;跟踪技术与混沌(英文)[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年02期
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6 刘正常;高怀保;;星际超高速公路网[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
7 丁浩;王德石;;水下航行体纵倾航行稳定性研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
8 任德奎;王德石;谌龙;;基于参激Lorenz系统的微弱信号检测[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
9 陈贵清;邱家俊;;电磁作用激发的水电机组转子轴系振动研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
10 张晓燕;陈平;邹鑫;;注重创新思维能力培养的“振动工程理论”课程教学改革与研究[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
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10 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
【同被引文献】
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1 张文明,冯雅丽,廖明;用时频分析检测柴油机的爆震[J];北京科技大学学报;1999年02期
2 吴贵芳;徐科;徐金梧;;基于LVQ神经网络的冷轧带钢表面缺陷分类方法[J];北京科技大学学报;2005年06期
3 廖明,张文明,方湄,冯雅丽;时间序列分形特征的判别[J];北京科技大学学报;1998年05期
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5 李洪;孙云莲;;基于EMD虚拟通道的ICA算法在信号消噪中的应用[J];北京邮电大学学报;2007年05期
6 蔡烽;王大云;张华;缪泉明;;基于EMD自适应滤波的信号积分方法研究[J];船舶力学;2007年04期
7 刘强;徐全智;杨晋浩;;CARCH模型在上证指数收益率分析中的应用[J];成都大学学报(自然科学版);2006年02期
8 李良敏;基于遗传算法的盲源分离在轴承诊断中的应用[J];轴承;2005年09期
9 李志农;吕亚平;岳秀廷;;基于分数Fourier变换的机械故障源盲分离方法的研究[J];轴承;2010年06期
10 盖强,马孝江,张海勇,邹岩崑;一种消除局域波法中边界效应的新方法[J];大连理工大学学报;2002年01期
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1 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
2 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
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5 王惠刚;自适应盲信号处理理论及应用研究[D];西北工业大学;2002年
6 王珍;基于局域波分析的柴油机故障诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2002年
7 陈军;短信号分析技术及其在故障诊断中的应用[D];武汉理工大学;2003年
8 翟永杰;基于支持向量机的故障智能诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2004年
9 姜波;灰色系统与神经网络分析方法及其应用研究[D];华中科技大学;2004年
10 邹岩崑;局域波分析的理论方法研究及应用[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 谢兵;系统级故障诊断集团算法的研究及方程解决[D];湖南大学;2002年
2 李联玉;汽车变速箱在线性能检测及声振控制的应用研究[D];大连理工大学;2004年
3 户彩凤;碰摩转子振动特征的研究[D];东南大学;2004年
4 史月华;基于集成小波神经网络的旋转机械故障诊断理论及应用[D];燕山大学;2004年
5 王慧;基于LabVIEW的单圆盘转子系统不平衡振动分析[D];山东大学;2005年
6 李永进;基于小波分析的故障诊断系统的研究与实现[D];武汉科技大学;2005年
7 翟智峰;故障状态下汽轮机转子动态特性的数值模拟[D];华北电力大学(北京);2006年
【二级引证文献】
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1 贺莉;王小敏;;基于Duffing振子的梯形增幅波弱信号检测[J];计算机应用研究;2011年02期
2 张宁;刘喜武;高伟;刘婉莹;李达;;基于局域波分解的地震信号时频属性提取[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2008年05期
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7 康守强;王玉静;杨广学;宋立新;V.I.MIKULOVICH;;基于经验模态分解和超球多类支持向量机的滚动轴承故障诊断方法[J];中国电机工程学报;2011年14期
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1 陈宪麦;轨道不平顺时频域分析及预测方法的研究[D];铁道部科学研究院;2006年
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1 周浩亨;杭钢脱硫风机振动在线监测与故障诊断系统的研究与设计[D];江西理工大学;2010年
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7 胡小林;Hilbert-Huang变换的改进及其在机械故障特征提取中的应用[D];重庆大学;2010年
8 高彩亮;高压直流输电系统换相失败诊断研究[D];华南理工大学;2010年
9 杨涛;汽轮发电机组动静碰摩故障分析及诊断方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 李文斌;基于多小波分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D];北京工业大学;2011年
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1 尚丽娜;《振动结构模态分析》理论实验并重[N];中国图书商报;2001年
2 王 冀;让车辆更静一些、更舒服一些[N];中国汽车报;2003年
3 ;航天CAE技术(九)[N];中国航天报;2006年
4 联想集团工业设计中心 辛志峰;散热与抑噪的良方[N];计算机世界;2002年
5 小雨;虚拟仪器研究领域的领跑者[N];中国信息报;2006年
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7 安世亚太 田锋;含蓄的CAE正在火起来(二)[N];中国航空报;2005年
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9 李春晓通讯员 闫考;重磅出击 徐工科技推出系列小挖产品[N];中国交通报;2007年
10 朱男王澍;重庆建设摩托销售近150万辆[N];消费日报;2008年
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1 王凤利;基于局域波法的转子系统非线性动态特性及应用研究[D];大连理工大学;2003年
2 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
3 郝志华;基于局域波法和盲源分离的故障诊断方法应用研究[D];大连理工大学;2005年
4 宫晓春;可倾瓦轴承—转子系统的非线性动力学分析与主动控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 张昆鹏;转子系统的降维及非线性动力学研究[D];天津大学;2011年
6 王奉涛;非平稳信号故障特征提取与智能诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2003年
7 李宏坤;基于信息融合技术船舶柴油机故障诊断方法的研究与应用[D];大连理工大学;2003年
8 林丽;导管架平台结构模型裂纹扩展声发射特征提取[D];大连理工大学;2009年
9 施俊侠;工作转速下大型转子系统碰摩二次故障耦合振动特性的研究[D];太原理工大学;2011年
10 王珍;基于局域波分析的柴油机故障诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2002年
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1 翟智峰;故障状态下汽轮机转子动态特性的数值模拟[D];华北电力大学(北京);2006年
2 陈浩;电磁轴承系统的设计与研究[D];北京工业大学;2009年
3 杨伟波;小型磁悬浮低风速风力发电机关键技术研究[D];武汉理工大学;2009年
4 王依;叶轮机械含裂纹叶片转子系统的非线性动力学研究[D];江西理工大学;2007年
5 孙红岩;利用有限元进行转子系统的动力学分析[D];西安建筑科技大学;2008年
6 王俊茹;主动式磁悬浮轴承转子系统控制方法的研究[D];西安理工大学;2003年
7 李杰;密封及转子系统动力特性研究及稳定性分析[D];复旦大学;2009年
8 陈淼峰;基于EMD与支持向量机的转子故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
9 余正丰;非线性转子系统的不平衡量识别[D];浙江大学;2007年
10 李东;转子系统若干故障问题的非线性及可靠性分析[D];东北大学;2008年
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