發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 13:47

【摘要】： 齒輪是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的通用零部件,在機(jī)械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。許多情況下,齒輪故障是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備失效的主要原因,因此,對(duì)齒輪進(jìn)行故障診斷具有重要意義。在齒輪故障診斷技術(shù)的研究?jī)?nèi)容中,故障特征分析處于核心地位,它通過(guò)對(duì)原始信號(hào)的分析和處理以提取故障特征信息從而為模式識(shí)別和故障診斷服務(wù),因此需要選擇合適的信號(hào)處理方法。 廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法是一種新的信號(hào)處理方法,它將時(shí)頻分布是曲線的信號(hào)變換為時(shí)頻分布是平行于時(shí)間坐標(biāo)軸的直線的信號(hào),然后采用最大重疊離散小波包變換(Maximal overlap discrete wavelet packet transform,簡(jiǎn)稱MODWPT)對(duì)廣義解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行分解,得到若干個(gè)瞬時(shí)幅值和瞬時(shí)頻率具有物理意義的單分量信號(hào),經(jīng)驗(yàn)證該方法在很多方面優(yōu)于窗口傅里葉變換、小波變換、EMD(Empirical Mod Decomposition,簡(jiǎn)稱EMD)方法等時(shí)頻分析方法。廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法非常適合于處理多分量的調(diào)幅調(diào)頻信號(hào),而當(dāng)齒輪發(fā)生故障時(shí),其振動(dòng)信號(hào)多表現(xiàn)為多分量的調(diào)幅調(diào)頻信號(hào),因此,該方法適合于處理齒輪故障振動(dòng)信號(hào)。 本文主要完成了兩個(gè)方面的研究：對(duì)廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法理論研究和基于廣義解調(diào)時(shí)頻分析的齒輪故障診斷方法研究,主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1、對(duì)相位函數(shù)的選擇進(jìn)行了研究,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使各個(gè)分量的時(shí)頻分布曲線不是相互平行的多分量信號(hào),只要廣義解調(diào)后各個(gè)分量的時(shí)頻分布曲線分布在不同的小波包時(shí)頻空間的矩形塊中,而且小波包時(shí)頻空間的任何一個(gè)矩形時(shí)頻塊最多只包含一個(gè)分量,此時(shí)瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值同樣具有物理意義,仍然可以得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。 2、廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法在多分量的調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)分解方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),本文提出了改進(jìn)的廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法和多次廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法并將兩種方法應(yīng)用于多分量信號(hào)的分解,仿真信號(hào)分析證明了兩種方法的有效性。 3、對(duì)于含有噪聲的多分量信號(hào),廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法可以有效地提取原始信號(hào)中的主要頻率成分。因此,廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法可以應(yīng)用于實(shí)際的工程信號(hào)分析和處理。 4、提出了基于MODWPT的Hilbert譜方法并將其應(yīng)用于齒輪故障診斷。仿真信號(hào)分析證明基于MODWPT的Hilbert譜方法明顯優(yōu)于基于EMD的Hilbert譜方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析顯示基于MODWPT的Hilbert譜方法對(duì)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工況下故障齒輪振動(dòng)信號(hào)的分析具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。 5、將廣義解調(diào)時(shí)頻分析方法和階比分析技術(shù)相結(jié)合對(duì)轉(zhuǎn)速變化工況下故障齒輪振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。從幅值調(diào)制的研究角度出發(fā)提出了基于廣義解調(diào)時(shí)頻分析的包絡(luò)階次譜方法,從相位調(diào)制的研究角度出發(fā)提出了基于廣義解調(diào)時(shí)頻分析和瞬時(shí)頻率計(jì)算的階次譜方法。仿真信號(hào)分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析證明了兩種方法的有效性。
【圖文】：

仿真信號(hào)x(O由式(3.8)給出，其采樣頻率為IO24HZ。x(t)=sin(2對(duì))eos(100對(duì)+100叮，)+sin(4對(duì))eos(200耐+100可，)r。[o，l](3.8)其時(shí)域圖形如圖3.6所示，，時(shí)頻分析結(jié)果如圖3.7一3.10所示。2滬口、聳。-2洲洲洲卿卿 lll.門 門 ...lll璐璐 lll11111)))lll(((講講 ...申申腑腑〔 〔 〔 〔〔 〔卿 卿 卿 卿 卿曬哪 哪 哪 哪 哪 哪側(cè) 側(cè) 側(cè) 側(cè)， ， ， ， ， ， ，

圖3.9由EMD得到得Hilbert譜圖3.10由廣義解調(diào)得到的Hilbert譜圖3.7是采用了漢明窗對(duì)信號(hào)進(jìn)行窗口傅里葉變換，圖3.8是用最大離散小波包變換(MODWPT)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析得到的Hilbert譜，圖3.9是用EMD方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析得到的Hilbert譜。進(jìn)行比較可以看出，窗口傅里葉變換和EMD方法
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH132.41;TH165.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 朱靈云;煤礦減速機(jī)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)研究[D];鄭州大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2624787