轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)機械的核心組成。由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心導致的不平衡磁拉力與疲勞裂紋雙重作用,轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)具有較繁雜的非線性特點。再者,系統(tǒng)振動信號中往往混有噪聲信號,原振動信號失真導致故障特征提取難上加難。鑒于此,本文將考慮橫向裂紋的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)作為整體,建立其動力學模型及運動微分方程,使用四階Runge-Kutta法對該微分方程進行數(shù)值計算,得到隨不同參數(shù)變化的系統(tǒng)動力學特性。同時,利用變分模態(tài)分解與局部切空間排列算法相結合的方法解決轉(zhuǎn)子橫向振動信號中摻雜的噪聲信號問題;利用去噪后一維信號的局部均值分解與能量熵相結合的方法進一步實現(xiàn)故障特征提取。具體工作內(nèi)容有:(1)探討不平衡磁拉力的計算方法,給出橫向裂紋模型以及裂紋剛度表達式,確定裂紋轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的數(shù)學模型。考慮不平衡磁拉力的系統(tǒng)運動微分方程求解方法是四階Runge-Kutta法,然后得到其無量綱化后的方程。(2)分析了考慮不平衡磁拉力與否的系統(tǒng)分岔圖,發(fā)現(xiàn)考慮不平衡磁拉力的影響能有效延緩系統(tǒng)發(fā)生混沌或擬周期,系統(tǒng)能在中低速區(qū)域平穩(wěn)運行;討論了系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電磁剛度以及裂紋角對系統(tǒng)振動的影響,結果表明電磁剛度能延緩系統(tǒng)進入擬...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 相關研究與發(fā)展
        1.2.1 裂紋故障的研究
        1.2.2 不平衡磁拉力的研究
        1.2.3 流形學習算法的研究
        1.2.4 故障特征提取的研究
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 橫向裂紋轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)模型及運動微分方程研究
    2.1 不平衡磁拉力計算
        2.1.1 計算氣隙磁導
        2.1.2 計算氣隙磁場能
        2.1.3 電磁剛度表示的不平衡磁拉力
    2.2 裂紋模型
    2.3 系統(tǒng)模型及微分方程
    2.4 本章小結
3 轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動力學特性分析研究
    3.1 不平衡磁拉力對系統(tǒng)振動的影響
    3.2 電磁剛度對裂紋轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動的影響
    3.3 質(zhì)量偏心對裂紋轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動的影響
    3.4 裂紋角對轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動的影響
    3.5 本章小結
4 轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動信號變分模態(tài)分解
    4.1 變分模態(tài)分解原理及算法
        4.1.1 變分問題構造
        4.1.2 變分問題求解
        4.1.3 變分模態(tài)分解算法步驟
    4.2 振動信號變分模態(tài)分解研究
        4.2.1 模態(tài)數(shù)目的選取
        4.2.2 最優(yōu)分量的選取
        4.2.3 結果與討論
    4.3 重構參數(shù)的選取
        4.3.1 嵌入維數(shù)
        4.3.2 延遲時間
    4.4 本章小結
5 系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)集局部切空間算法降噪研究
    5.1 流形學習理論研究
        5.1.1 線性降維
        5.1.2 非線性降維方法
    5.2 基于VMD和 LTSA的故障信號降噪
    5.3 基于EMD和 LTSA的故障信號降噪
    5.4 降噪效果評價
    5.5 本章小結
6 系統(tǒng)振動信號的故障特征提取研究
    6.1 局部均值分解與能量熵原理
        6.1.1 局部均值分解
        6.1.2 能量熵
        6.1.3 局部均值分解結合能量熵的故障特征提取步驟
    6.2 數(shù)據(jù)分析與結果
        6.2.1 局部均值分解與能量熵相結合的故障特征提取
        6.2.2 集合經(jīng)驗模態(tài)分解結合能量熵的故障特征提取
        6.2.3 故障特征提取研究有效性驗證
    6.3 本章小結
7 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要參與項目及成果



本文編號：3738016