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《合肥工业大学》 2002年
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非平稳非高斯信号特征提取与故障诊断技术研究

郑海波  
【摘要】: 在机械故障诊断的发展过程中,最重要、最关键、也是最困难的问题之一就是故障特征信号的特征提取,从某种意义上说,特征提取是当前机械故障诊断研究中的“瓶颈”问题。为此,本文利用非平稳、非高斯信号处理理论中最受关注的小波变换、时频分布和双谱理论,对非平稳、非高斯的机械振动信号的特征提取与故障诊断问题进行了深入而全面的研究。 第一章阐明了选题的意义;对小波变换、时频分布和高阶统计量与故障诊断进行了文献综述;介绍了国内外的主要研究机构及本论文的主要工作。 第二章介绍了离散小波变换和连续小波变换的理论基础和工程理解,对它们在汽车变速箱齿轮振动信号的特征提取与故障诊断中的应用做了系统的研究;提出了一种小波神经网络故障诊断系统,并利用该系统对变速箱三挡齿轮故障程度进行了估计;自行提出基于Morlet连续小波变换的时间平均小波谱的概念,建立了两种基于时间平均小波谱的故障诊断方法:谱形比较法和特征能量法,并将这两种方法应用在变速箱齿轮故障诊断中,为齿轮故障诊断提供了一种新方法。 第三章摆脱了Donoho的阈值消噪思想,从能量的角度建立了基于小波包的自动消噪算法;提出基于小波包能量分布的齿轮故障特征信号提取方法,可以将齿轮啮合振动信号、干扰振动信号以及故障冲击振动信号从原始齿轮振动信号中分离出来;首次将基追踪消噪算法引入到机械故障信号的消噪与特征提取上,通过对齿轮故障信号的消噪,表明了它的有效性,并对影响该方法实际应用效果的因素进行了全面的分析,同时也指出了该方法存在的局限性。 第四章首次引入一种重分配方法,得到干扰项少而分辨率高的重分配平滑伪魏格纳维尔分布(RSPWVD);对发动机曲轴主轴承响、连杆轴承响、活塞销响、活塞敲缸响、气门响和挺杆响等常见机械异响故障振动信号特征进行了全面地比较分析;通过对各种异响故障特征信号的分析研究,提出基于RSPWVD的发动机多异响故障诊断策略,利用该策略可以准确识别不同的发动机异响故障。 第五章引入了双谱和双相干谱的基本理论;深入研究了汽车变速箱齿轮振动信号的双谱和双相干谱特征,发现双谱比双相干谱更利于齿轮故障的特征提取;并对不同齿轮状态下的双谱特征、频率间的耦合情况进行了细致的分析,提出基于双谱能量分布和BP神经网络的齿轮故障诊断方法,成功地将齿轮正常信号、磨损信号和断齿信号进行了分类,效果十分显著。 第六章介绍了作者利用LabVIEW开发平台开发的齿轮信号消噪与故障诊断仪—GDDVI(Gear Denoising Diagnosis Virtual Instrument),旨在把本文提出的基于小波包的齿轮信号消噪技术与基于连续小波变换的齿轮故障诊断方法等理论成果转 合肥工业大学博士学位论文 换为虚拟仪器的形式,以加快这些技术的实用化进程;GDDVI的功能有:齿轮振 动信号的消噪处理、齿轮啮合振动信号、干扰振动信号以及故障冲击振动信号分 离、比较不同小波母函数时的消噪结果;功率谱分析、连续小波变换、时间平均 小波谱的计算与显示、齿轮故障程度诊断、齿轮维护建议等。 第七章,全文总结。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP277

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
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9 周晓君;强噪声环境机械早期故障微弱信号特征分离算法研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜海燕;基于统计分布模型的滚动轴承故障特征提取方法研究[D];湖南工业大学;2011年
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6 周雁冰;旋转机械振动信号的高阶统计特性分析[D];华北电力大学(北京);2008年
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8 李冬冬;车床噪声源识别研究与分析软件设计[D];华中科技大学;2008年
9 张彦鸿;滚动轴承故障信号特征提取技术研究[D];太原理工大学;2009年
10 赖达波;某齿轮箱故障振动信号特征提取及分析技术研究[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 单敬福;纪友亮;;储层非均质性研究——以葡萄花油层组PI1~PI4小层为例[J];安徽地质;2006年02期
10 周鸣争;人工神经网络在自动控制系统中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 隋金雪;杨莉;华臻;张鑫;;改进的BP网络在火焰燃烧状态识别中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 张博闻;祁炜;杨冬;唐小程;宋执环;;基于EMD的频率族分离法在滚动轴承故障诊断中的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 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
10 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
3 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
2 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
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
6 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
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄中华;尹泽勇;丁文强;;直升机减速器故障齿轮振动信号特征研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2007年03期
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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
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 朱启兵;黄敏;崔宝同;;卷积型小波包在轧辊偏心信号检测中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 杜金榜;基于语音编码的旋转机械振动数据压缩关键技术与系统研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 王衍学;机械故障监测诊断的若干新方法及其应用研究[D];西安交通大学;2009年
8 赵勇;小波变换与匹配追踪电能质量分析方法研究[D];北京化工大学;2011年
9 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
10 张孝远;融合支持向量机的水电机组混合智能故障诊断研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【相似文献】
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9 ;以太网进入10G时代[N];人民邮电;2002年
10 无暇;EVD推荐性标准终结“专利尴尬”[N];中国经济导报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李少梅;数字地貌晕渲理论与技术的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
2 王强;基于声信号检测的管道TPD预警系统研究[D];浙江大学;2005年
3 姜朝阳;作物冠层传输过程中的时间序列分析与阻力估算[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
4 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
5 柯丽;基于小波变换的空间遥感图像实时压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 董卫军;基于小波变换的图像处理技术研究[D];西北大学;2006年
7 姜长泓;轨道车辆轮轴故障检测系统研究[D];吉林大学;2006年
8 李丽明;瞬态诱发耳声发射(TEOAE)识别与分析新方法的应用基础研究[D];中国协和医科大学;1997年
9 修吉宏;基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
10 栾圣罡;基于气路参数样本的航空发动机状态监视方法与系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟艳华;JPEG2000中DWT的VLSI结构设计[D];国防科学技术大学;2010年
2 海洋;基于不可分小波变换的指纹增强[D];华中科技大学;2010年
3 杨旭;基于小波变换的综合滤波法去噪声[D];昆明理工大学;2010年
4 廖重贵;小波分析在变形监测中的应用研究[D];江西理工大学;2010年
5 钟读贤;小波矩量法在电磁散射问题求解中的应用研究[D];安徽大学;2010年
6 丁西明;基于小波变换的图像增强研究[D];安徽大学;2010年
7 蔡娜;小波变换在THz时域光谱技术中的应用[D];河北工程大学;2010年
8 李娜;基于小波变换和自适应算法的声学回声消除理论与应用研究[D];昆明理工大学;2010年
9 姚付良;基于小波变换的数字水印技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
10 刘美丽;基于小波变换的图像去噪方法的研究[D];长春工业大学;2010年
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