【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,滾動(dòng)軸承作為機(jī)械設(shè)備中的重要旋轉(zhuǎn)零件,在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,也是主要故障源之一。許多機(jī)械設(shè)備的故障都與滾動(dòng)軸承有關(guān),軸承的工作狀態(tài)正常與否直接影響到機(jī)械設(shè)備的性能。因此開展?jié)L動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的研究具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文從軸承振動(dòng)信號(hào)的處理著手,對(duì)滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)所涉及的理論方法和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,主要內(nèi)容如下：闡述了滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的內(nèi)容和意義,系統(tǒng)介紹了滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理及其故障特征頻率,總結(jié)了滾動(dòng)軸承故障診斷中特征提取和模式識(shí)別的研究現(xiàn)狀。介紹了希爾伯特-黃變換的基本原理和Hilbert譜和Hilbert邊際譜的概念,針對(duì)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法模態(tài)混疊的缺點(diǎn),引入完備的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法,通過對(duì)周期性沖擊信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和完備的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解對(duì)比分析,驗(yàn)證了完備的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)更接近理想值。針對(duì)滾動(dòng)軸承故障特征易被噪聲干擾淹沒的特點(diǎn),提出了一種基于小波包和完備的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解相結(jié)合,并且附帶內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)篩選過程的特征提取方法。將該方法用于仿真信號(hào)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,結(jié)果表明,改進(jìn)的HHT方法能有效提取故障特征頻率成分并抑制噪聲。采用最小二乘支持向量機(jī)模型對(duì)滾動(dòng)軸承的故障進(jìn)行模式識(shí)別,并用粒子群優(yōu)化算法對(duì)參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)。將提取到的內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)的奇異值作為支持向量機(jī)的特征向量進(jìn)行訓(xùn)練,對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)行識(shí)別驗(yàn)證了支持向量機(jī)的分類效果。
[Abstract]:With the progress of science and technology and the development of modern industry, rolling bearing, as an important rotating part in machinery and equipment, is widely used in the field of industrial production, and is also one of the main fault sources. Many mechanical equipment faults are related to rolling bearings, the normal working condition of bearings directly affects the performance of mechanical equipment. Therefore, the research of rolling bearing fault diagnosis technology has important theoretical value and practical significance. In this paper, the theoretical methods and key technologies of rolling bearing fault diagnosis technology are deeply studied from the view of bearing vibration signal processing. The main contents are as follows: the content and significance of rolling bearing fault diagnosis technology are expounded. The vibration mechanism and fault characteristic frequency of rolling bearing are introduced systematically. The research status of feature extraction and pattern recognition in rolling bearing fault diagnosis is summarized. In this paper, the basic principle of Hilbert-Huang transform and the concepts of Hilbert spectrum and Hilbert marginal spectrum are introduced. Aiming at the shortcomings of the existing empirical mode decomposition methods, a complete set empirical mode decomposition method is introduced. By comparing the empirical mode decomposition and complete set empirical mode decomposition of periodic shock signal, it is verified that the intrinsic mode function obtained by complete set empirical mode decomposition is closer to the ideal value. In view of the fact that the fault features of rolling bearings are easily submerged by noise, a feature extraction method based on wavelet packet and complete set empirical mode decomposition (EMD) with intrinsic modal function selection process is proposed. The method is applied to the analysis of simulation signals and experimental data. The results show that the improved HHT method can effectively extract the fault characteristic frequency components and suppress the noise. The model of least square support vector machine (LS-SVM) is used to identify the fault of rolling bearing and the particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to optimize the parameters. The singular value of the intrinsic modal function is trained as the eigenvector of the support vector machine, and the classification effect of the support vector machine is verified by the recognition of the test samples.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH133.33

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本文編號(hào)：2371121