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《重庆大学》 2006年
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面向旋转机械的虚拟式阶比分析仪的研究

张祥春  
【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。旋转机械的振动信号在本质上可分为平稳振动信号和非平稳振动信号两大类,这两类信号都包含有能反映旋转机械工作状态的重要特征信息,有效地利用这些信息对设备的监测和诊断有重要价值。基于FFT的传统频谱分析法基本上能满足对平稳振动信号的特征提取和分析,但不能对旋转机械的升、降速阶段中非平稳振动信号进行有效分析,而阶比分析技术的出现能很好地解决了这一问题。本课题主要围绕这一全新的旋转机械振动信号分析技术而展开。 介绍了目前国内外研究的阶比跟踪技术,研究并实现了基于二次曲线拟合的计算阶比跟踪技术。阶比跟踪技术一直是阶比分析的研究重点,本文在比较国内外各种阶比跟踪方法优缺点的基础上,结合本课题实际和虚拟仪器技术的特点,采用二次曲线拟合计算阶比重采样时刻,通过插值滤波器实现阶比重采样,进而得到角域信号,实现阶比跟踪。 研究并实现了基于计算阶比跟踪的零相位抗阶比混叠跟踪滤波技术。抗阶比混叠跟踪滤波一般是指在阶比重采样之前用数字滤波器组对初始采集信号进行数字抗阶混滤波。本文在深入研究当前计算阶比跟踪中的抗阶比混叠跟踪滤波技术的基础上,提出了在计算阶比跟踪中采用零相位数字滤波器组实现抗阶比混叠跟踪滤波的新途径。 研究并实现了基于一阶数字微分和三次样条曲线分段最小二乘拟合的转速计算与平滑方法。基于一阶数字微分的转速计算由于不需要对转速脉冲序列一步一步进行多项式曲线拟合,大大减少了计算量和计算复杂度。而采用三次样条曲线分段最小二乘拟合则可很好地平滑转速计算中的误差或缺陷。 研究并实现了阶比分析中的阶比谱分析技术和STFT时频谱分析技术。阶比分析中的谱分析主要包括两种形式:二维谱分析和三维谱分析(又叫谱图分析)。二维谱分析主要是指阶比谱分析,而三维谱分析则包括了时频谱分析、转速阶比谱分析等。通过谱分析我们不仅能从整体上把握信号所具有的特征信息,而且还能从时间、频率、转速、阶比、幅值或功率等方面详细地了解各阶比分量信号信息。 研究并实现了基于Gabor时频滤波的阶比分量提取技术。基于Gabor的阶比跟踪滤波对阶比分量进行时域波形近似重构的过程,实质上是在时频面上对信号进行时频滤波,该技术是一种新兴的“时变滤波”技术。本文对Gabor变换及Gabor展开的相关理论进行了深入研究,并就Gabor阶比跟踪滤波的关键技术如滤波带宽的确定、遮掩算法作了进一步探讨。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH113.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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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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