本文關(guān)鍵詞：基于約束ICA的旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在生產(chǎn)生活中位于關(guān)鍵環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,人們對(duì)它們的可靠性要求非常高,實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)快速故障診斷就變得十分必要和重要。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷多以設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)為載體,通過信號(hào)處理方法,得到感興趣的信號(hào)與信息。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行過程中,由不同的振動(dòng)源激勵(lì)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過系統(tǒng)的混合作用產(chǎn)生傳感器的觀測(cè)信號(hào)。尋找相關(guān)的方法將表征故障類型的信息從觀測(cè)信號(hào)中分離或提取出來就成為旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷需要完成的任務(wù)。本文以不同類型的混合故障為研究重點(diǎn),將主要分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械中振動(dòng)信號(hào)的混合形式,根據(jù)齒輪嚙合振動(dòng)模型和軸承的故障響應(yīng)模型,建立旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障仿真振動(dòng)信號(hào),使用獨(dú)立分量分析(ICA)方法對(duì)仿真振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行診斷分析,分離出每一個(gè)故障振動(dòng)信號(hào)。通過對(duì)比分析仿真振動(dòng)信號(hào)的分離結(jié)果,說明了ICA方法在混合故障診斷方面的不足與局限性。針對(duì)ICA方法在分離過程中存在的問題,考慮旋轉(zhuǎn)機(jī)械中故障零部件與傳感器安裝狀態(tài)之間的空間分布信息和故障信號(hào)本身的時(shí)頻域先驗(yàn)信息,將不同類型的約束條件融入到傳統(tǒng)的獨(dú)立分量分析方法中,形成基于空間約束的獨(dú)立分量分析與基于時(shí)間約束的獨(dú)立分量分析故障信號(hào)提取方法。首先將空間約束條件引入到獨(dú)立分量分析方法中,提出適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的空間約束獨(dú)立分量分析(SCICA)方法;著重說明空間約束條件的獲取與處理過程,以及空間約束ICA算法的實(shí)現(xiàn)。然后將故障信號(hào)的特征頻率作為時(shí)間約束條件,將時(shí)間約束條件具體化為時(shí)間參考信號(hào),引入基于參考信號(hào)的獨(dú)立分量分析(ICA-RT)方法;同時(shí),使用空間約束條件生成空間參考信號(hào)代替時(shí)間參考信號(hào),提出基于空間參考信號(hào)的獨(dú)立分量分析(ICA-RS)方法。在齒輪箱動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)試不同類型的混合故障振動(dòng)信號(hào),使用基于分離思想的ICA方法和基于提取思想的SCICA、ICA-RS和ICA-RT方法對(duì)混合故障信號(hào)進(jìn)行診斷,通過對(duì)比分析不同方法的診斷結(jié)果,可以看出基于約束的ICA方法成功地將故障振動(dòng)信號(hào)提取了出來,并且空間約束ICA在穩(wěn)定性和精確性方面更為明顯突出。
【關(guān)鍵詞】：混合故障診斷 信號(hào)提取 空間約束獨(dú)立分量分析 基于參考信號(hào)的獨(dú)立分量分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析13-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 混合故障振動(dòng)信號(hào)分離16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障類型和混合形式16-19
• 2.2.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障類型16-17
• 2.2.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障信號(hào)混合形式17-19
• 2.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障仿真振動(dòng)信號(hào)建立19-23
• 2.3.1 齒輪故障特征及振動(dòng)模型19-20
• 2.3.2 滾動(dòng)軸承故障特征及振動(dòng)模型20-22
• 2.3.3 齒輪箱系統(tǒng)仿真振動(dòng)信號(hào)建立22-23
• 2.4 故障振動(dòng)信號(hào)分離23-30
• 2.4.1 振動(dòng)信號(hào)的不相關(guān)與統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性23-25
• 2.4.2 故障振動(dòng)信號(hào)分離模型25-26
• 2.4.3 ICA故障振動(dòng)信號(hào)分離一般流程26-28
• 2.4.4 故障振動(dòng)信號(hào)分離算法—FastICA算法28-30
• 2.4.5 仿真故障振動(dòng)信號(hào)分離結(jié)果30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于約束ICA的故障振動(dòng)信號(hào)提取31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 基于空間約束ICA的故障振動(dòng)信號(hào)提取31-34
• 3.2.1 空間約束條件32-33
• 3.2.2 故障振動(dòng)信號(hào)提取預(yù)處理33-34
• 3.2.3 空間約束ICA算法34
• 3.3 基于頻率響應(yīng)函數(shù)的空間約束向量獲取34-42
• 3.3.1 頻率響應(yīng)函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)35-36
• 3.3.2 頻率響應(yīng)函數(shù)測(cè)量36-37
• 3.3.3 頻率響應(yīng)函數(shù)處理37-42
• 3.4 空間約束ICA仿真故障振動(dòng)信號(hào)提取42-43
• 3.5 基于參考信號(hào)的ICA故障振動(dòng)信號(hào)提取43-45
• 3.5.1 基于參考信號(hào)的ICA算法43-44
• 3.5.2 時(shí)間參考信號(hào)TR建立44-45
• 3.5.3 空間參考信號(hào)SR建立45
• 3.6 基于參考信號(hào)的ICA仿真故障振動(dòng)信號(hào)提取45-47
• 3.6.1 基于時(shí)間參考信號(hào)的ICA提取結(jié)果45-46
• 3.6.2 基于空間參考信號(hào)的ICA提取結(jié)果46-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 混合故障診斷模擬實(shí)驗(yàn)48-59
• 4.1 引言48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)48-50
• 4.2.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障實(shí)驗(yàn)平臺(tái)48-49
• 4.2.2 混合故障信號(hào)數(shù)據(jù)采集模塊49-50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)信號(hào)混合故障診斷50-55
• 4.3.1 ICA診斷結(jié)果51-52
• 4.3.2 SCICA診斷結(jié)果52-53
• 4.3.3 ICA-RS診斷結(jié)果53-54
• 4.3.4 ICA-RT診斷結(jié)果54-55
• 4.4 故障振動(dòng)信號(hào)提取結(jié)果評(píng)價(jià)55-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果65-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于約束ICA的旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：409969