本文關(guān)鍵詞：非局部均值濾波算法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛，但由于工況條件復(fù)雜惡劣，導(dǎo)致其故障頻發(fā)。當(dāng)滾動(dòng)軸承發(fā)生故障后，輕則造成設(shè)備停機(jī)，重則可能造成嚴(yán)重或是災(zāi)難性的事故。滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀況的好壞直接影響到整個(gè)機(jī)械的性能，對(duì)滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的研究具有重要意義。 處理和分析振動(dòng)信號(hào)以進(jìn)行故障診斷的基礎(chǔ)便是對(duì)振動(dòng)信號(hào)的降噪，降噪的好壞直接影響到故障診斷的結(jié)果。本文主要對(duì)非局部均值濾波算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，同時(shí)結(jié)合一些常用的時(shí)頻轉(zhuǎn)換方法，提出了一些軸承故障診斷新方法。 本文首先介紹了滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了分析，對(duì)內(nèi)圈和外圈故障進(jìn)行了模擬，分析其故障振動(dòng)信號(hào)的特征。針對(duì)故障軸承振動(dòng)信號(hào)冗余信息豐富和相似結(jié)構(gòu)快數(shù)量明顯的特點(diǎn)，提出了一種全新的基于結(jié)構(gòu)塊處理的降噪方法，即一維非局部均值降噪算法。通過對(duì)算法的改進(jìn)，減少了一層嵌套循環(huán)實(shí)現(xiàn)其快速計(jì)算。同時(shí)針對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)噪聲方差未知的情況，提出了一種與非局部均值結(jié)構(gòu)塊思想相吻合的結(jié)構(gòu)塊噪聲方差估計(jì)方法。 本文結(jié)合常見的解調(diào)分析方法，提出了一種基于非局部均值降噪算法和解調(diào)分析的軸承故障診斷方法。通過對(duì)非局部均值降噪的濾波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)分析獲得其低頻特征波形，結(jié)合譜分析獲得其頻率信息，實(shí)現(xiàn)軸承故障的準(zhǔn)確診斷。 針對(duì)具有復(fù)雜調(diào)制規(guī)律的故障信號(hào)難以精確解調(diào)的問題，提出了一種基于非局部均值降噪算法和局域均值分解的故障診斷方法。該方法能夠?qū)⒎蔷植烤禐V波信號(hào)自適應(yīng)的分解為單一的純調(diào)頻信號(hào)，結(jié)合能量算子解調(diào)分析方法，精準(zhǔn)地獲得故障特征頻率信息。 本文對(duì)非局部均值算法進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，，提出了一種基于改進(jìn)權(quán)值函數(shù)的雙尺度自適應(yīng)非局部均值濾波算法。提高其濾波效果的同時(shí)使其具有自適應(yīng)的特點(diǎn)。 理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于非局部均值降噪的滾動(dòng)軸承故障診斷方法能夠有效地消除噪聲的干擾，精確地提取滾動(dòng)軸承的故障特征信息，為滾軸軸承故障診斷提供一種新的方法。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 故障診斷 非局部均值算法 結(jié)構(gòu)塊 解調(diào)分析 局域均值分解
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH165.3;TH133.33
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題的研究背景及意義11
• 1.2 滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 常規(guī)降噪方法的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 滾動(dòng)軸承故障模型及其振動(dòng)特性研究17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 滾動(dòng)軸承的常見失效類型17-18
• 2.3 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)特征18-25
• 2.3.1 滾動(dòng)軸承的主要頻率信息18-20
• 2.3.2 常見故障特性分析20-22
• 2.3.3 外圈故障信號(hào)模擬22-23
• 2.3.4 內(nèi)圈故障信號(hào)模擬23-25
• 2.4 滾動(dòng)軸承的噪聲分析25
• 2.5 實(shí)驗(yàn)裝置介紹25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-28
• 第三章 非局部均值降噪算法28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 非局部均值降噪算法基本理論28-31
• 3.2.1 一維非局部均值降噪算法29-30
• 3.2.2 一維快速非局部均值算法30-31
• 3.2.3 邊界設(shè)置31
• 3.3 基本參數(shù)設(shè)置31-33
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)塊的設(shè)置32-33
• 3.3.2 搜索域的設(shè)置33
• 3.3.3 濾波器參數(shù)的設(shè)置33
• 3.4 基于塊處理的噪聲方差估計(jì)33-35
• 3.5 去噪評(píng)價(jià)指標(biāo)35
• 3.6 仿真實(shí)驗(yàn)與分析35-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于快速非局部均值濾波和解調(diào)分析的軸承故障診斷40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 基于希爾伯特解調(diào)的軸承故障診斷方法40-49
• 4.2.1 希爾伯特解調(diào)基本原理40-41
• 4.2.2 NLM 與 HT 相結(jié)合的軸承故障診斷方法41
• 4.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)41-43
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)分析43-49
• 4.3 基于能量算子解調(diào)的軸承故障診斷方法49-54
• 4.3.1 能量算子解調(diào)基本原理50-51
• 4.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)51-52
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)分析52-54
• 4.4 對(duì)比分析54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 基于快速非局部均值濾波和 LMD 的軸承故障診斷55-68
• 5.1 引言55
• 5.2 LMD 基本理論55-57
• 5.2.1 LMD 基本算法55-57
• 5.2.2 虛假分量的去除57
• 5.3 NLM-LMD 故障特征提取方法57-58
• 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.5 實(shí)驗(yàn)分析61-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第六章 快速非局部均值算法的改進(jìn)68-78
• 6.1 引言68
• 6.2 非局部均值降噪算法的改進(jìn)研究68-70
• 6.2.1 權(quán)值函數(shù)的改進(jìn)68-70
• 6.2.2 自適應(yīng)結(jié)構(gòu)塊的選取70
• 6.3 改進(jìn)快速非局部均值算法流程70-71
• 6.4 仿真實(shí)驗(yàn)71-75
• 6.5 實(shí)驗(yàn)分析75-77
• 6.6 本章小結(jié)77-78
• 第七章 總結(jié)與展望78-80
• 7.1 總結(jié)78-79
• 7.2 展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86-87
• 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張賢達(dá),保錚;盲信號(hào)分離[J];電子學(xué)報(bào);2001年S1期

2 易子麟;尹東;胡安洲;張榮;;基于非局部均值濾波的SAR圖像去噪[J];電子與信息學(xué)報(bào);2012年04期

3 孫波;費(fèi)連玲;;淺談?shì)S承成品檢測(cè)與故障分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年06期

4 楊超;李亦滔;;機(jī)械設(shè)備故障智能診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];華東交通大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

5 王國(guó)彪;何正嘉;陳雪峰;賴一楠;;機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)研究“何去何從”[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年01期

6 張立振;劉坦然;魏恩泊;;消除EMD邊界效應(yīng)的四中點(diǎn)估計(jì)方法[J];海洋科學(xué);2013年04期

7 何正嘉;曹宏瑞;訾艷陽(yáng);李兵;;機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性評(píng)估的發(fā)展與思考[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年02期

8 揭朋翔;;沖擊脈沖法在油田滾動(dòng)軸承故障診斷方面的應(yīng)用[J];中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2014年08期

9 陳仕琦;康敏;傅秀清;;基于小波包和Teager能量算子的齒輪故障診斷研究[J];機(jī)械傳動(dòng);2014年12期

10 袁靜;何正嘉;訾艷陽(yáng);;機(jī)械故障診斷的內(nèi)積變換原理與多小波特征提取方法研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年04期

  本文關(guān)鍵詞：非局部均值濾波算法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：252544