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《南昌大学》 2005年
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基于小波包分析的滚动轴承故障智能诊断

黄建鸿  
【摘要】:滚动轴承是机械设备中最常用的部件之一,因此,对滚动轴承故障诊断的研究十分重要。当轴承某一元件表面出现局部损伤时,在受载运行过程中要周期性地撞击与之相互作用的其他元件表面而产生周期性的冲击脉冲力。由于冲击脉冲力的频带很宽,会覆盖轴承系统的各个固有频率,所以该脉冲力同理想脉冲一样必然激起轴承系统的各个固有振动。这样,原来的平稳振动信号变成了非平稳振动信号。Fourier变换在频域上是完全局部化的,但它不能提供任何时域的局部化特征。因此它不适应非平稳信号的分析;而窗口傅立叶变换尽管在时域和频域均具有一定的局部化特征,但其局部化却是固定不变的。小波分析能多尺度地同时提供信号在时域和频域的局部化信息,因而成为信号处理尤其是非平稳信号处理的重要手段。针对基于小波包分析的滚动轴承故障诊断,本文主要在以下几方面展开研究: 1.系统地介绍了滚动轴承的振动机理及其典型故障的振动特征; 2.细致地阐述了小波分析的基本理论及其在信号处理中的应用,引进了移频算法的小波包分解和重构以克服Mallat算法中的频率混迭现象,使分解系列的排列顺序与频带的划分顺序一一对应。 3.阐述了基于小波包分解与重构的细化包络解调和时延相关解调的原理,分别用这两种解调法对滚动轴承几种典型故障进行了诊断,并比较了它们的诊断结果。实验结果表明,在滚动轴承故障诊断中时延相关解调与包络解调相比,噪声影响大幅减小,故障信息得以凸现。 4.介绍了利用BP神经网络进行故障诊断的原理及其步骤,针对BP算法存在的不足,本文采用了动量法和学习速率自适应调整的策略对BP算法进行改进同时,利用小波包分解与重构提取滚动轴承振动信号的特征,然后由BP神经网络进行故障诊断。实验结果表明了这一方法的可行性和有效性。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH133.33

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李虹;基于小波包变换与粗糙集的滚动轴承故障诊断研究[D];太原理工大学;2011年
2 郭计云;基于小波分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D];中北大学;2007年
3 曾芸;基于小波分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D];南昌大学;2007年
4 张晓平;基于支持向量机的多类分类算法研究及在滚动轴承故障识别中的应用[D];太原理工大学;2007年
5 于凤英;基于遗传神经网络的煤岩界面识别方法的研究[D];太原理工大学;2007年
6 孟敬;基于DSP的鼠笼异步电机故障综合诊断系统的研究[D];天津理工大学;2008年
7 张国瑞;基于小波包—神经网络的机车轴承故障诊断的研究[D];中南大学;2010年
8 王海锋;基于Park矢量与信息融合技术的电机故障诊断[D];曲阜师范大学;2012年
9 董群英;基于非平稳时序分析的滚动轴承故障特征提取方法研究[D];中南大学;2012年
10 杨云云;造纸机干燥部滚动轴承的故障诊断研究[D];陕西科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1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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7 杨文平,陈国定,石博强;基于小波理论的复杂机械振动信号降噪分析[J];北京科技大学学报;2002年04期
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9 王国锋,王子良,秦旭达,王太勇;基于小波包和径向基神经网络轴承故障诊断[J];北京科技大学学报;2004年02期
10 高立新,韩金顺,张建宇,丁庆新,崔玲丽;基于小波分析的大型齿轮箱低速轴故障诊断[J];北京科技大学学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金向阳;张莉;于广滨;;基于改进小波神经网络的航空滚动轴承的故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 丁光彬;庞培林;;基于小波网络的电厂汽轮发电机组故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;Fault Diagnosis for Power Unit Based on Wavelet Packet PCA-SVM[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 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
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6 王静;张晨;李双田;;基于Bark尺度小波包和Teager能量算子的语音去噪方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
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8 李伟;何涛;吴庆华;;小波变换与滚动轴承振动的故障诊断方法研究[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(上)[C];2006年
9 ;Fault Dignosis of Rolling Bearing Based on Time Domain Parameters[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
10 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 唐娟;基于振动信号评价柴油机缸内燃烧状态的研究[D];山东大学;2010年
3 薛冬新;激光扭矩测量中散斑统计学理论及试验研究[D];大连理工大学;2011年
4 倪松远;基于模态分析的木塑复合板材振动特性研究与缺陷识别[D];东北林业大学;2011年
5 龚玉蓉;基于小波包的三维大地电磁测深静态效应压制研究[D];中南大学;2011年
6 吴文杰;基于信息融合的航空发动机故障诊断方法[D];电子科技大学;2011年
7 王琼;基于优化理论的神经网络研究及在抽油机故障诊断中的应用[D];东北石油大学;2011年
8 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
9 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
10 鞠萍华;旋转机械早期故障特征提取的时频分析方法研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 赵长生;滚动轴承故障特征增强方法与状态预测研究[D];大连理工大学;2010年
3 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
4 张显;时滞系统的故障诊断方法研究[D];中国海洋大学;2010年
5 周桂珍;基于小波神经网络的异步电机故障诊断[D];湘潭大学;2010年
6 范韶梅;杭钢滚动轴承振动监测与故障诊断技术的研究与应用[D];江西理工大学;2010年
7 彭建云;基于小波分析对变速箱进行故障诊断[D];江西理工大学;2010年
8 刘璐;基于支持向量机的精馏塔故障诊断研究[D];华东理工大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦志强;数据融合技术及其应用[J];兵工自动化;2003年05期
2 王璇,李春升,周荫清;多传感器信息融合技术[J];北京航空航天大学学报;1994年04期
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5 施敏芳;滚动轴承在线监测与故障诊断系统[J];轴承;2001年08期
6 理华,徐春广,肖定国,黄卉,郑军,季皖东,郭浩;滚动轴承声发射检测技术[J];轴承;2002年07期
7 杜秋华,杨曙年;细化包络分析在滚动轴承缺陷诊断中的应用[J];轴承;2004年03期
8 张国新;刘祚时;;轴承早期故障的小波包-自回归谱诊断法[J];轴承;2007年02期
9 刘乐平;林凤涛;;基于小波包特征向量与神经网络的滚动轴承故障诊断[J];轴承;2008年04期
10 左红;顾家铭;于锦禄;;基于支持向量机的滚动轴承故障诊断研究[J];轴承;2008年08期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 孟涛;齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断[D];西北工业大学;2003年
2 陆爽;基于现代信号分析和神经网络的滚动轴承智能诊断技术研究[D];吉林大学;2004年
3 刘振兴;电机故障在线监测诊断新原理和新技术研究[D];华中科技大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武文红;基于BP神经网络的半湿润平原井灌区土壤墒情预报研究[D];山东农业大学;2010年
2 赵建飞;基于Simulink与AVR单片机的多接口音频系统的仿真与构建[D];青海师范大学;2010年
3 邱忠文;玻璃器皿模具号的计算机视觉识别[D];广西师范大学;2000年
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10 赵程;基于遗传神经网络的股市预测[D];北京工业大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈志辉;夏虹;邬芝胜;邓礼平;黄伟;彭敏俊;黄华;;小波变换在突变信号识别中的应用[J];核动力工程;2013年02期
2 夏虹;陈志辉;邓礼平;黄华;彭敏俊;;基于小波的突变信号识别方法及应用研究[J];原子能科学技术;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李熙;城市轨道交通车辆走行部安全评估方法研究[D];北京交通大学;2011年
2 徐志鹏;采煤机自适应截割关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张清;基于模糊支持向量机的变压器远程故障诊断研究[D];北京交通大学;2011年
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10 张国瑞;基于小波包—神经网络的机车轴承故障诊断的研究[D];中南大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 张亿雄;顾海明;;Hilbert变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J];煤矿机械;2008年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 苏钢;姚成宝;;高温鼓风机轴承故障分析与诊断[A];第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C];2000年
4 高耀智;;高阶统计量与小波分析相结合在滚动轴承故障诊断中的应用[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年
5 高耀智;谭援强;;基于1(1/2)谱与小波分析相结合的滚动轴承故障诊断[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年
6 何斌;戚佳杰;;小波分析在滚动轴承故障诊断中的应用研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 李兴林;;滚动轴承故障诊断技术现状及发展[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年
8 赵宏;;基于优化遗传神经网络的井下运输机械滚动轴承故障诊断[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
9 和卫星;陈晓平;陈季云;陆森林;;石油钻井传动滚动轴承的故障诊断[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
10 陈霞;;滚动轴承的智能诊断系统研究[A];湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集(二)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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10 李敏;复杂机械基于数据的建模与故障诊断[D];太原理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄建鸿;基于小波包分析的滚动轴承故障智能诊断[D];南昌大学;2005年
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4 杜永明;货车滚动轴承故障检测仪的研制[D];西南交通大学;2006年
5 李冬梅;基于时延相关解调与B样条模糊神经网络的轴承故障诊断[D];西南交通大学;2008年
6 闫宏莉;证据理论在机械设备故障诊断中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2006年
7 张新明;声发射技术在滚动轴承故障诊断中的应用[D];清华大学;2006年
8 杨超;4800纸机压榨部动态运行特征及其监诊方法的研究[D];南京林业大学;2005年
9 李少军;滚动轴承故障诊断的多参数融合特征提取方法研究[D];北京交通大学;2011年
10 赵长生;滚动轴承故障特征增强方法与状态预测研究[D];大连理工大学;2010年
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