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《重庆大学》 2005年
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虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究与应用

杨炯明  
【摘要】:阶比分析技术是旋转机械振动信号分析和故障诊断的重要技术之一,阶比分析是旋转机械特征分析中必不可少的重要分析方法。阶比分析技术主要包括阶比跟踪技术和阶比跟踪滤波技术。目前,国外专用的旋转机械特征分析仪的特点是精度高、价格昂贵、安装不便。由于它需要诸如转速计,跟踪滤波器,角度编码盘等特定的硬件设备,限制了阶比分析在旋转机械振动测试中的广泛应用。因此,如何解除或者降低这些硬件设备的限制就成为了研究的重点。正是在这种情况下,重庆大学测试中心提出了基于瞬时频率估计(Instantaneous Frequency Estimation—IFE)的阶比跟踪技术。在国内外首次实现了无需鉴相装置的阶比跟踪,在安装和实现上大大简化,降低了阶比分析的使用成本和复杂性,开辟了阶比分析技术的新途径。但是,由于该技术目前只做了一些开创性的研究,还不成熟,离工程实际应用还有一段距离。另外,虽然该技术具有传统和现有阶比跟踪技术无法比拟的优点,但是它也有不可避免的缺点:首先,它只能用于离线分析;其次,各阶(谐波)分量在时频谱图上必须能够明显地分开;最后,它不能满足整周期采样。 正是为了解决基于IFE的阶比跟踪技术中存在的问题,提出了本课题。一方面对该技术进行了深入研究,对其中的两个关键技术(瞬时频率的估计和阶比重采样时刻的计算)进行了改进,改进后的算法通过一系列措施提高了计算精度。另一方面,为了弥补基于IFE的阶比跟踪技术的缺陷,充分研究了现有阶比跟踪技术的优缺点,提出了可变曲线拟合的计算阶比跟踪(Computed Order Tracking—COT)技术。可以根据计算精度、运行效率等实际测试中的分析要求,灵活选择不同的曲线拟合方式来实现阶比跟踪。 转速计算是阶比分析的关键技术之一。对于提供了转速脉冲的情况,通常都需要对转速脉冲序列一步一步进行多项式曲线拟合来计算转速,计算量大,计算复杂。因此,提出了基于一阶数字微分、脉冲平均和数字平均的转速计算方法,大大减少了计算量和计算复杂度。 对于旋转机械而言,时间谱阵很难清楚地揭示频率峰值同转速之间的关系,因此,有必要计算转速谱阵。在深入研究了短时傅立叶变换实现原理的基础上,分析总结并提出了一种新的算法——变窗移傅立叶变换(Variable Window MoveFourier Transformation,VWMFT),为计算旋转机械转速谱阵提供了理论依据。 国内外对阶比分析的另一个重要技术——阶比跟踪滤波技术作了大量研究。目前主要有两种方式,一种是Vold-Kalman阶比跟踪滤波,另一种是Gabor时频滤波。由于后者更适合于虚拟仪器的开发,故采用了Gabor时频滤波。为了减少或消除转
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH825

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李占芳;矿井提升系统振动特性及典型故障诊断研究[D];中国矿业大学;2008年
2 李宁;旋转机械的测试信号分析及隐马尔科夫模型应用研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙磊;基于IEC标准的风力发电机组声发射评估理论研究及其专用系统的实现[D];重庆大学;2008年
2 梁树民;兆瓦级风力发电机诊断系统[D];沈阳工业大学;2009年
3 王小静;车用电机NVH试验数据管理与评价系统[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王吉军,张冰焰,朱泓,马孝江;时频分析方法在机器故障诊断中的应用[J];大连理工大学学报;1996年03期
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9 梁玉前,秦树人,郭瑜;旋转机械升降速信号的瞬时频率估计[J];机械工程学报;2003年09期
10 谢永乐,谢三山;旋转机械的瞬时角速度波动量化及故障诊断[J];南京航空航天大学学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 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
2 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚能民,刘西拉;系统集成和面向对象编程技术在桥梁CAD中的应用[J];四川建筑科学研究;2005年02期
2 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期
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6 刘江;;Hartley变换小波研究[J];安徽农业科学;2011年32期
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8 张东红,李本庆;Z变换在级数和复变函数积分计算中的应用[J];安康师专学报;2004年02期
9 张小丽;;小波变换及相关系数在超声脉冲回波消噪中的应用[J];安康学院学报;2008年03期
10 王泉;王大钧;苏先樾;;CRACK DETECTION OF STRUCTURE FOR PLANE PROBLEM WITH SPATIAL WAVELETS[J];Acta Mechanica Sinica;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王莉;沈捷;;基于减法聚类的模糊神经网络在水处理过程建模中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 应怀樵;刘进明;沈松;应明;杜峰;李毅民;;中国虚拟仪器的诞生、发展与诺贝尔情怀[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
3 陈向民;于德介;罗洁思;;基于线调频小波路径追踪阶比循环平稳解调的齿轮故障诊断[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
4 应怀樵;;虚拟仪器、卡泰仪器与智慧仪器的发展历程及趋势[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
5 应怀樵;;虚拟仪器、卡泰仪器与智慧仪器的发展历程及趋势[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
6 应怀樵;刘进明;沈松;应明;杜峰;;虚拟仪器(数采、信号分析)技术展望——高自动、高精度、高速度为核心的“六高”技术[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 李宏坤;周帅;;Hilbert谱特征提取与支持向量机的设备状态识别方法再研究[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 黄建军;谢维信;;一种直角可分的二维最佳数字滤波器[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
9 吴峰崎;孟光;;转子故障加速度信号的全谱分析[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 龚旻;程永丰;林涛;;基于DCT的DSSS系统多音干扰抑制技术研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 范木杰;时域多分辨分析在非对称共面波导研究中的应用[D];大连海事大学;2010年
4 王天顺;日本海海平面年际变化及其对ENSO的响应[D];中国海洋大学;2009年
5 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
6 彭富强;多尺度线调频基稀疏信号分解及其在齿轮箱故障诊断中的应用[D];湖南大学;2010年
7 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
8 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
9 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
10 杨瑞明;基于压缩采样的比幅测向方法研究[D];电子科技大学;2010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 杨秀成;六自由度检修机械臂路径规划研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 郭永强;基于ARM&Linux的单节点声学无线传感平台研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙大为;数字化单边带水声语音通信系统的研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨培科;基于SOPC的磁阻电子罗盘的设计实现及其误差补偿[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 唐伟杰;水声通信网络节点硬件平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 周建军;虚拟样船快速建模方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 韩续红;ECDIS中雷达信息可视化技术的研究及实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 肖云云;基于多Agent船舶电力系统网络重构技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于芙蓉;王淑芳;;小波变换在振动故障信号仿真研究中的应用[J];北京石油化工学院学报;2008年03期
2 陈锡先;王立健;;多讲话者汉语单字识别[J];北京邮电学院学报;1989年02期
3 万德安;王远程;赵永杰;;基于LabVIEW编程语言的重采样阶次比分析研究[J];长春师范学院学报;2005年11期
4 刘彬,戴桂平;基于白化检验和3σ准则的小波阈值去噪算法[J];传感技术学报;2005年03期
5 刘彬;王霄;谢平;;基于小波多重分形的复杂机械故障诊断方法研究[J];传感技术学报;2006年01期
6 陈平;李庆民;赵彤;;瞬时频率估计算法研究进展综述[J];电测与仪表;2006年07期
7 陈昌孝;何明浩;唐志凯;韩俊;;时频联合分析法线性调频信号脉内特征提取[J];弹箭与制导学报;2007年04期
8 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
9 马晓旭,张传利,夏明超,黄益庄;基于离散隐马尔科夫模型的变压器励磁涌流鉴别新算法[J];电力系统自动化;2000年03期
10 桂中华,韩凤琴;小波包-最大熵谱估计及其在水轮机故障诊断中的应用[J];电力系统自动化;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;2003年
4 李增芳;基于人工智能和虚拟仪器技术的发动机故障诊断专家系统研究[D];浙江大学;2004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 孙晖;经验模态分解理论与应用研究[D];浙江大学;2005年
7 尹爱军;秦氏模型虚拟仪器及VMIDS开发系统的研究[D];重庆大学;2006年
8 郑丰隆;煤矿主井提升坠斗事故控制的研究[D];山东科技大学;2006年
9 邹红星;参数化时频信号表示研究[D];清华大学;2002年
10 刘小峰;振动信号非平稳特征的深层提取技术及远程诊断服务系统的研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭绵冲;汽车碰撞试验数据库开发与试验数据评价方法研究[D];吉林大学;2011年
2 成琼;基于小波分析的齿轮故障诊断研究[D];湖南大学;2001年
3 刘可伟;基于网络的提升设备状态监测与故障诊断系统研究[D];太原理工大学;2003年
4 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
5 夏娟;基于小波变换的齿轮振动信号分析方法研究[D];西北工业大学;2004年
6 高宁;陀螺漂移信号的小波去噪及其误差模型的研究[D];天津大学;2004年
7 曾明;基于虚拟仪器平台的检测系统开发及信号处理方法的应用研究[D];中南大学;2003年
8 王佃武;基于小波分析的齿轮箱齿轮点蚀故障诊断[D];兰州理工大学;2006年
9 张祥春;面向旋转机械的虚拟式阶比分析仪的研究[D];重庆大学;2006年
10 何振东;基于LabVIEW平台变压器故障状态监测系统开发与研究[D];广西大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵强;;试论化工机械的润滑故障分析及与防范方法[J];中国石油和化工标准与质量;2011年09期
2 陆韬;李占芳;徐翊峰;;基于EMD的提升机齿轮箱故障诊断[J];煤矿机械;2009年07期
3 蒋玉强;弓锐敏;肖兴明;李占芳;;刚性罐道动态测试信号分析中的小波应用研究[J];煤矿机械;2010年06期
4 弓锐敏;肖兴明;李占芳;;基于虚拟仪器技术的罐道动态测试平台设计[J];煤矿机械;2010年09期
5 张丽娜;李振;;基于MATLAB的提升容器建模及仿真[J];矿山机械;2012年08期
6 王绍进;王健;杨兆建;任芳;;基于决策层的提升机减速器故障诊断方法研究[J];煤矿机械;2013年05期
7 马伦;康建设;赵春宇;吕雷;;武器装备故障预测建模方法选择研究[J];计算机应用研究;2013年07期
8 杨亮;;化工机械的润滑故障分析及防范方法[J];中国石油和化工标准与质量;2013年16期
9 蒋玉强;孙莉蓉;肖兴明;李占芳;;基于虚拟仪器技术的刚性罐道动态测试系统设计[J];仪表技术;2009年07期
10 王成群;;煤矿提升系统常见故障分析[J];科技资讯;2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 苏荣华;齐飞;王碧珺;;基于小波分析的故障诊断方法在矿井提升机中的应用[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 曹国华;矿井提升钢丝绳装载冲击动力学行为研究[D];中国矿业大学;2009年
2 吴宏钢;风力发电机组振动检测及噪声评估研究[D];重庆大学;2010年
3 马驰;提升机危险载荷分析与预警系统研究[D];中国矿业大学;2012年
4 邵杏国;吊盘稳车机构非光滑动力学行为及调平控制策略研究[D];中国矿业大学;2012年
5 林琦;抽芯式斜流泵装置水力与振动特性研究[D];武汉大学;2012年
6 吴斌;旋转机械易损关键零部件故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王碧珺;基于小波分析的故障诊断方法在矿井提升机中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 徐冠基;虚拟式风力发电机组在线测试系统的研究[D];重庆大学;2010年
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4 谢荣祥;塔木察格盆地塔南凹陷南屯组地层等时对比[D];吉林大学;2012年
5 牛贝妮;高速动车组传动系统可靠性振动试验台模型设计与分析[D];吉林大学;2012年
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8 李荣国;基于IEC标准的风力发电机组机械载荷测量的研究[D];重庆大学;2012年
9 齐飞;矿井提升机振动故障智能诊断系统研制[D];辽宁工程技术大学;2012年
10 田志俊;多绳摩擦式提升机主轴装置动力学分析[D];燕山大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄德双,毛二可,韩月秋;小波变换应用于雷达信号处理的潜力和展望[J];北京理工大学学报;1995年02期
2 王吉军,张冰焰,朱泓,马孝江;时频分析方法在机器故障诊断中的应用[J];大连理工大学学报;1996年03期
3 章珂,刘贵忠,邹大文,钱俊生,李凤歧;二进小波变换方法的地震信号分时分频去噪处理[J];地球物理学报;1996年02期
4 殷勤业,倪志芳,钱世锷,陈大庞;自适应旋转投影分解法[J];电子学报;1997年04期
5 邹红星,周小波,李衍达;时频分析:回溯与前瞻[J];电子学报;2000年09期
6 张贤达,保铮;盲信号分离[J];电子学报;2001年S1期
7 谢胜利,章晋龙;基于旋转变换的最小互信息量盲分离算法[J];电子学报;2002年05期
8 范中,田立生;利用子波变换检测瞬时信号[J];电子学报;1996年01期
9 纪跃波,秦树人,汤宝平;零相位数字滤波器[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年06期
10 郭瑜,汤宝平,纪跃波,秦树人;基于解析信号和带通滤波的频率细化分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年04期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
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
3 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
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 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;2003年
7 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
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭瑜,秦树人,汤宝平,纪跃波;基于瞬时频率估计的旋转机械阶比跟踪[J];机械工程学报;2003年03期
2 郭瑜,秦树人,梁玉前;时频分析阶比跟踪技术[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年05期
3 杨炯明,秦树人,季忠;旋转机械阶比分析技术中阶比采样实现方式的研究[J];中国机械工程;2005年03期
4 高艳;郑华文;陈永星;;阶比跟踪中的惠特克插值[J];昆明理工大学学报(理工版);2007年03期
5 魏玉果;汤宝平;程发斌;秦晓峰;;基于阶比跟踪的全息谱技术[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年02期
6 郭瑜,秦树人;旋转机械阶比分析中的零相位跟踪滤波法[J];中国机械工程;2003年23期
7 郭瑜;高艳;郑华文;;旋转机械阶比跟踪中的阶比交叠噪声消除[J];振动与冲击;2008年10期
8 孔庆鹏;宋开臣;陈鹰;;最小二乘自适应滤波旋转机械阶比跟踪研究[J];浙江大学学报(工学版);2006年09期
9 于善平;刘晓东;管莉娜;;变工况滚动轴承故障诊断方法研究[J];大连民族学院学报;2008年01期
10 赵晓平;张令弥;郭勤涛;;旋转机械阶比跟踪技术研究进展综述[J];地震工程与工程振动;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 丁康;梁茜;杨志坚;;基于能量重心频谱校正法的阶比跟踪分析[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 孔庆鹏;发动机变速阶段振动信号阶比跟踪研究[D];浙江大学;2006年
2 张玉存;基于拓扑反变的机械故障信号分析方法及应用研究[D];燕山大学;2006年
3 李占芳;矿井提升系统振动特性及典型故障诊断研究[D];中国矿业大学;2008年
4 彭富强;多尺度线调频基稀疏信号分解及其在齿轮箱故障诊断中的应用[D];湖南大学;2010年
5 郭瑜;基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D];重庆大学;2003年
6 吴斌;旋转机械易损关键零部件故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钱冰;基于DSP的嵌入式动平衡测试系统的研究[D];大连理工大学;2005年
2 黄国龙;基于阶比跟踪和AR模型的旋转机械故障诊断与状态预测技术研究[D];天津大学;2008年
3 王小静;车用电机NVH试验数据管理与评价系统[D];西南交通大学;2013年
4 赵铁军;基于插值傅立叶变换的谐波参数识别及阶比分析[D];华北电力大学(北京);2009年
5 刘科伟;旋转机械阶比分析研究与软件实现[D];南京航空航天大学;2008年
6 岳峥;基于阶比跟踪技术的叉车变速箱噪声源识别分析与应用[D];合肥工业大学;2010年
7 张祥春;面向旋转机械的虚拟式阶比分析仪的研究[D];重庆大学;2006年
8 蒋大伟;基于多传感器信息融合的柴油机配气机构故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 刘亭伟;基于谱峭度的齿轮箱故障特征提取[D];昆明理工大学;2011年
10 李云;基于同步平均的齿轮故障特征提取及分析研究[D];昆明理工大学;2013年
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