收藏本站
《郑州大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于局域均值分解的机械故障诊断方法研究

刘卫兵  
【摘要】: 本文在国家自然科学基金(50775208)和河南省教育厅自然科学基金(2008C460003,2006460005)资助下,将局域均值分解(Local Mean Decomposition, LMD)引入到机械故障诊断领域,对基于局域均值分解的机械故障诊断方法进行了深入研究,并取得了创新成果,得到了一些有价值的结论。本论文的主要内容如下: 第1章、论述了本课题提出的意义;讨论了时频分析的发展现状及其国内外研究现状;阐述了局域均值分解的发展及在国内外的研究应用现状;提出了本课题的总体框架和创新点。 第2章、详细论述了局域均值分解的基本理论、算法和特点,并和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)进行了对比分析。LMD分解可以得到具有明显物理意义的生产函数(production function,PF)分量,能更好地揭示系统的非线性、非平稳特性,鉴于LMD良好的自适应性,将该方法引入到机械故障诊断中,提出了基于LMD的机械故障诊断方法,并给出了实现的主要步骤。仿真研究表明,该方法能很好地自适应性处理非平稳信号,能有效地提取出具有明显的物理意义的瞬时频率分量,不会造成信息的遗失。最后,将提出的方法应用到滚动轴承故障诊断中,通过轴承故障的分析,进一步验证了提出的方法的有效性。 第3章、论述了Wigner高阶矩谱的定义和算法;针对Wigner高阶矩谱受到交叉项影响的不足,提出了一种基于局域均值分解和Wigner高阶矩谱的机械故障诊断方法,该方法首先对故障信号进行LMD分解,得到具有单分量性质的生产分量,然后从这些生产分量中找出包含原始信号信息的“真实分量”,通过对真实分量求Wigner双谱,然后再进行叠加,便可有效的抑制Wigner高阶矩谱交叉项的干扰。仿真结果表明,与直接Wigner双谱相比较,交叉干扰项得到了有效的抑制,非常好的保持了原信号的性质;与采用Choi-Williams核滤波得到的Wigner双谱相比较,更能真实地再现信号的时频特性。最后,将提出的方法用于轴承的故障诊断,实验结果再次证明了该方法的有效性,提出的方法为Wigner高阶矩谱交叉项的抑制提供了一种新的途径。 第4章、论述了盲源分离的的基本理论和基本算法;结合LMD和BSS各自的特点,提出了一种基于LMD的机械故障欠定盲源分离方法,在提出的方法中,利用LMD对观测信号进行分解,得到一系列的生产函数分量,将所得到的生产函数分量和原观测信号组成新的观测信号,然后,对构成的新观测信号进行白化处理和联合近似对角化,得到源信号的估计。仿真结果表明,提出的方法优于传统时频域的盲源分离方法,能有效地处理非平稳信号的欠定盲分离。最后,将提出的方法应用到滚动轴承的混合故障分离中,实验结果进一步验证了该方法的有效性。 第5章、将局域均值分解(LMD)、包络分析和支持向量机(SVM)相结合,提出了基于LMD包络谱和SVM的滚动轴承故障诊断方法,该方法先对滚动轴承振动信号进行分解,得到一系列的PF分量,然后,再对前面几个PF分量进行络分析,从包络谱中提取特征幅值比作为特征向量输入到SVM分类器中进行识别。实验结果表明,提出的方法是有效的,可以有效地识别滚动轴承的不同故障。 第6章、对本文的工作进行了总结,并对下一步要进行的工作进行了展望。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH165.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 马波,魏强,徐春林,江志农;基于Hilbert变换的包络分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年06期
2 李智,陈祥初,刘政波;包络分析及其在设备故障诊断中的应用[J];测试技术学报;2002年02期
3 王凯;安钢;肖雨;;基于经验模式分解和Wigner高阶矩谱的轴承故障诊断[J];轴承;2009年04期
4 胡劲松,杨世锡;基于HHT的转子横向裂纹故障诊断[J];动力工程;2004年02期
5 高红斌;;滚动轴承故障包络信号分析及物理模拟[J];机械工程与自动化;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡劲松;面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究[D];浙江大学;2003年
2 赵冲冲;基于支持向量机的旋转机械故障诊断[D];西北工业大学;2003年
3 焦卫东;基于独立分量分析的旋转机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2003年
4 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
5 杨宇;基于EMD和支持向量机的旋转机械故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
6 蔡权伟;多分量信号的信号分量分离技术研究[D];电子科技大学;2006年
7 潘明清;基于支持向量机的机械故障模式分类研究[D];浙江大学;2005年
8 王胜春;自适应时频分析技术及其在故障诊断中的应用研究[D];山东大学;2007年
9 刘万里;支持向量机中若干问题及应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 任达千;基于局域均值分解的旋转机械故障特征提取方法及系统研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李忆岚;时频分析理论及应用研究[D];西北工业大学;2003年
2 李著成;基于独立分量分析盲源分离算法的研究[D];太原理工大学;2006年
3 周宇;基于全信息技术的非平稳信号的Wigner分布及应用[D];郑州大学;2007年
4 曾峰;基于经验模式分解的信号处理方法研究[D];河南大学;2007年
5 段锦升;机械系统微弱故障信号检测及特征提取方法研究[D];太原理工大学;2007年
6 张鑫;欠定盲源分离技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 万年红;空压机组的状态跟踪与故障诊断[J];宝钢技术;2002年05期
2 孙玉平;张平军;;DH80-7空压机轴瓦改造[J];包钢科技;2005年S1期
3 吴凡,张志利,颜宁;基于混沌神经网络的供配电系统故障诊断[J];兵工自动化;2005年02期
4 高立新;任志强;张建宇;胥永刚;王燕;;基于Fisher比率与SVM的滚动轴承故障诊断方法[J];北京工业大学学报;2011年01期
5 鞠万群,韩秋实;基于神经网络与规则库的故障诊断专家系统[J];北京机械工业学院学报;2001年01期
6 吴国新,徐小力,费仁元,王民,时延鹏;LabVIEW下水泵机组在线监控与通信技术[J];北京机械工业学院学报;2004年02期
7 修瑞;许宝杰;;大型风机信号分析集成系统的设计[J];北京机械工业学院学报;2008年03期
8 马波,魏强,徐春林,江志农;基于Hilbert变换的包络分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年06期
9 冯贵军,刘建平,王文军;烧结风机故障诊断应用[J];北京科技大学学报;2002年01期
10 李平安;;退火窑传动系统振动原因分析及解决措施[J];玻璃;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李培玉;刘光明;郑俊;;基于多通道振动信号的港机台车车轮轴承故障诊断系统[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 秦毅;秦树人;毛永芳;;正交经验模态分解及其快速实现[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 牛慧峰;姜万录;李刚;;内禀模态特征能量法在柱塞泵故障诊断中的应用[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
4 宋子友;;水轮发电机组机械故障诊断研究及应用[A];中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2008年年会暨学术交流会论文集[C];2008年
5 汤衢明;;在线状态监测技术在二氧化碳压缩机组中的应用[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
6 赵靖一;孙钊;赵成霞;;螺杆式压缩机组在线监测系统的开发与应用[A];2007年全省有色金属学术交流会论文集[C];2007年
7 钱振华;宋汉文;;经验模式分解方法(EMD)研究综述[A];2005年上海市国际工业博览会第三届上海市“工程与振动”科技论坛论文集[C];2005年
8 孙来军;胡晓光;;基于模糊神经网络的高压断路器故障诊断[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年
9 罗红明;王家映;朱培民;肖柏勋;;相控阵探地雷达数据傅氏有限差分偏移研究[A];第二届环境与工程地球物理国际会议论文集[C];2006年
10 潘紫微;戚晓利;;基于频谱分析的矫直机齿轮箱故障诊断[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 张海涛;自律计算系统的自律可信性评估研究[D];哈尔滨工程大学;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 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
6 罗伊萍;LIDAR数据滤波和影像辅助提取建筑物[D];解放军信息工程大学;2010年
7 鲁峰;航空发动机故障诊断的融合技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 刘文艺;风电机组振动监测与故障诊断研究[D];重庆大学;2010年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘维会;不平衡数据集上支持向量机算法研究[D];山东科技大学;2010年
2 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
3 蒋静;基于量子粒子群优化的Volterra核辨识及故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年
4 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
5 韩冬振;远程诊断中心的设计与实现[D];郑州大学;2010年
6 韦建威;基于OMAP5912的准在线故障诊断系统软件平台关键技术研究[D];郑州大学;2010年
7 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
8 赵国卿;基于全矢谱的旋转机械轴振与瓦振关系研究[D];郑州大学;2010年
9 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
10 许俊杰;无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高清维,程蒲,张道信;基于对称延拓的DFT频谱泄漏抑制方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
2 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
3 戴忠健,苏利敏;基于遗传算法的网络故障诊断专家系统的设计与实现[J];北京理工大学学报;2005年01期
4 陶然,周云松;基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM信号波达方向估计新算法[J];北京理工大学学报;2005年10期
5 张之敬,朱小燕,王信义,史天运;机电系统故障诊断知识描述与生成技术的探索[J];北京理工大学学报;1998年04期
6 戴延中,李志舜;时频分析在宽带信号检测中的应用研究[J];船舶工程;2001年04期
7 段生全,贺振华,黄德济;HHT方法及其在地震信号处理中的应用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年04期
8 张彦铎,姜兴渭;多传感器信息融合及在智能故障诊断中的应用[J];传感器技术;1999年03期
9 岳焕印,郭华东,韩春明,李新武,王长林;噪声条件下的干涉SAR相位解缠[J];测绘学报;2002年02期
10 李智,陈祥初,刘政波;包络分析及其在设备故障诊断中的应用[J];测试技术学报;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
2 吕铁军;通信信号调制识别研究[D];电子科技大学;2000年
3 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
4 胡劲松;面向旋转机械故障诊断的经验模态分解时频分析方法及实验研究[D];浙江大学;2003年
5 冯长建;HMM动态模式识别理论、方法以及在旋转机械故障诊断中的应用[D];浙江大学;2002年
6 焦卫东;基于独立分量分析的旋转机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2003年
7 冶继民;信源数目未知与变化时的盲信号分离方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
8 孙晖;经验模态分解理论与应用研究[D];浙江大学;2005年
9 袁连喜;线性盲源分离算法的理论与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 王磊;支持向量机学习算法的若干问题研究[D];电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张彦宁;基于小波分析的水电机组在线监测与故障诊断的研究[D];西安理工大学;2003年
2 陈文武;基于DSP的EMD方法实现技术研究[D];武汉理工大学;2003年
3 毕果;矢谱分析关键技术与实践研究[D];郑州大学;2003年
4 赵明岩;驱动桥疲劳试验技术研究及试验台系统软件开发[D];浙江大学;2003年
5 何树波;基于隐Markov模型的旋转机械故障诊断系统的研究[D];浙江大学;2003年
6 胡竞峰;基于网络的大型旋转机械远程监测与诊断系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年
7 郭亚;振动信号处理中的小波基选择研究[D];合肥工业大学;2003年
8 任慧玉;最优估计与小波分析理论在经济分析中的应用研究[D];河南大学;2004年
9 刘慧婷;EMD方法的研究与应用[D];安徽大学;2004年
10 杨春燕;基于全信息技术的远程诊断关键技术研究[D];郑州大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张汝雷;王保民;苏欣平;傅钰;;支持向量机(SVM)在机械故障诊断中的应用研究[J];军事交通学院学报;2009年03期
2 程耕国,周凤星;机械故障诊断中的小波多分辨分析方法[J];冶金自动化;2004年04期
3 陈敏;胡茑庆;秦国军;;外加信号增强随机共振在微弱信号检测中的应用[J];国防科技大学学报;2007年03期
4 罗志;王杰;;高压开关机械故障诊断平台开发[J];电网技术;2007年S1期
5 李爱民;施惠丰;;基于粗糙集和神经网络的机械故障诊断研究[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2011年01期
6 ;《机械故障诊断程序库》通过鉴定[J];振动与冲击;1986年03期
7 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
8 黄斌;龚建伟;;三原不解体诊断技术讲座 汽车故障诊断的条件和诊断参数选择[J];汽车维护与修理;2007年06期
9 冷军发;华伟;荆双喜;;机械故障诊断实验教学改革与创新[J];中国现代教育装备;2009年11期
10 王宇杰;庞兵;;机械故障智能诊断方法研究[J];黑龙江科技信息;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟振茂;陈进;钟平;;机械故障诊断中的多源分离方法[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
2 王秋贵;周珣;任广旭;李强;;机械故障诊断的三种新思路研究[A];低碳经济与科学发展——吉林省第六届科学技术学术年会论文集[C];2010年
3 朱忠奎;严如强;;基于小波和统计的信号瞬态成分检测及其在机械故障诊断中的应用[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
4 解德鹏;景新幸;杨海燕;高珊;;基于声源定位和盲源分离的语音提取技术[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
5 周祥;樊涛;;基于盲源分离的储油罐底腐蚀混叠信号的识别与分离[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
6 钟掘;陈安华;;机械故障诊断的现状与未来[A];中国有色金属学会第三届学术会议论文集——科学技术论文部分[C];1997年
7 陈进;;现代信号处理在机械故障诊断中的应用及展望[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
8 柴晶晶;陈文超;高静怀;;基于欠定盲源分离的地震盲反褶积方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
9 徐旭;郭崇慧;;稀疏成分分析的简要综述[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
10 施闻明;朱海;杨晓东;;基于自适应核函数的Wigner变换方法研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 曹红艳通讯员 刘海洋;中央军委给汪玉记一等功大会举行[N];经济日报;2007年
2 刘海洋记者 于莘明;中央军委给汪玉记一等功庆功大会举行[N];科技日报;2007年
3 卢敬叁 杨蕾;我国振动计量达到国际先进水平[N];中国质量报;2006年
4 记者  邓其锋;吴群力 用声学技术展示国人魅力[N];丽水日报;2006年
5 林黎民;屈梁生:机械故障不停机快速诊断[N];科技日报;2004年
6 文华 林黎民;传统产业插上了现代翅膀[N];科技日报;2004年
7 钟佳 任重;搏浪击水竞风流[N];中国航空报;2004年
8 胡佩生 陈策 李丽辉;湘钢实现高线精轧机远程监控及诊断[N];中国冶金报;2003年
9 王晔 任培林 本报记者 张金玉;让战鹰飞得更高更远[N];解放军报;2004年
10 ;有他们,创新广东更加精彩[N];广东科技报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 徐先峰;利用参量结构解盲源分离算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 张晓丹;基于盲源分离技术的工程结构模态参数识别方法研究[D];北京交通大学;2010年
4 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
5 刘佳;单通道盲源分离及其在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 李昌利;盲源分离的若干算法及应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 王卫华;盲源分离算法及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 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
9 李强;机械设备早期故障预示中的微弱信号检测技术研究[D];天津大学;2008年
10 冯秀芳;无线传感器网络数据融合技术的研究及在机械故障诊断中的应用[D];太原理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘卫兵;基于局域均值分解的机械故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年
2 周鋆卿;运动平台盲源分离技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 刘卫菠;通信信号盲源分离的高效算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 赵军;基于独立分量分析和基音提取技术的盲源分离[D];西安理工大学;2005年
5 牛奕龙;盲源分离算法研究[D];西北工业大学;2005年
6 贺海港;盲源分离在通信信号分离中的应用[D];西安电子科技大学;2010年
7 焦东立;基于压缩感知的盲信号处理技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 宋跃辉;基于DSP的语音信号盲源分离[D];西安理工大学;2005年
9 许鹏飞;卷积混合数字通信信号的盲源分离[D];西安电子科技大学;2010年
10 李叶华;盲源分离在智能天线波束形成技术中应用的理论探讨[D];燕山大学;2010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