本文關(guān)鍵詞：基于MEMD和條件熵相空間重構(gòu)的滾動(dòng)軸承故障診斷

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【摘要】：在機(jī)械設(shè)備中，滾動(dòng)軸承作為應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)零部件，其運(yùn)作狀況良好與否直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)和功能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)今，工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展，滾動(dòng)軸承的高效穩(wěn)定運(yùn)行日益受到人們的重視。所以，開展?jié)L動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的研究具有重大意義。論文以滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)為模型，圍繞故障信號(hào)特征提取這一關(guān)鍵問題，研究了基于屏蔽經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夂拖嗫臻g重構(gòu)及互近似熵理論的滾動(dòng)軸承故障診斷法。 首先，概述了常見的機(jī)械設(shè)備故障種類，以及滾動(dòng)軸承的構(gòu)造、振動(dòng)原理；在對(duì)國內(nèi)外軸承故障研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)以往信號(hào)分析法的局限性，確立了本文的研究方法和工作內(nèi)容。 其次，闡述了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?empirical mode decomposition, EMD)方法的基本理論及其在信號(hào)處理中的應(yīng)用。由于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獯嬖谀B(tài)混疊問題，嚴(yán)重影響分解精度和效果，故引入屏蔽經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?masking empirical mode decomposition, MEMD)方法，該方法不僅保留了EMD方法的良好特性，能準(zhǔn)確獲得信號(hào)不同尺度的局部特征信息，而且還能夠很好地解決EMD的模態(tài)混疊問題。 再次，分析當(dāng)前常用的相空間重構(gòu)方法的局限性，研究了一種基于條件熵的混沌相空間重構(gòu)方法，該方法能夠聯(lián)合確定延遲時(shí)間和嵌入維數(shù)，不僅減少了計(jì)算量，而且有效地避免了分別求取兩個(gè)參數(shù)引起的不一致性，提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性。通過一系列的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該重構(gòu)方法的有效性。 然后，由于故障信號(hào)常呈現(xiàn)出復(fù)雜的非線性和非平穩(wěn)特性，引入互近似熵理論(cross approximate entropy, cApEn)，用于定量表征信號(hào)的不規(guī)則度和不確定度。互近似熵是近似熵的改進(jìn)，能夠更充分地表征信號(hào)內(nèi)在的動(dòng)力學(xué)特征。對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行MEMD分解得到一系列IMF分量，，再對(duì)有效的IMF分量進(jìn)行相空間重構(gòu)，求重構(gòu)后的IMF分量(intrinsic mode function)的互近似熵值，構(gòu)成故障特征向量。利用模糊C均值聚類法(fuzzy C-means clustering, FCM)，對(duì)提取到的故障特征向量進(jìn)行聚類分析，完成滾動(dòng)軸承故障的診斷和識(shí)別。 最后，將美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)滾動(dòng)軸承故障數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，分別從滾動(dòng)軸承不同損傷程度和不同故障部位兩個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明，在MEMD和相空間重構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用互近似熵能夠有效地提取故障特征向量，結(jié)合FCM聚類達(dá)到了良好的故障診斷效果。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.33;TH165.3

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉蕊潔;張金波;劉銳;;模糊c均值聚類算法[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

2 周俊麗;周久華;;滾動(dòng)軸承故障機(jī)理與診斷策略[J];四川兵工學(xué)報(bào);2012年04期

3 葛娟;李一兵;林云;;一種新的混合信號(hào)調(diào)制識(shí)別方法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2011年06期

4 S.Nagarajaiah;B.Basu;;Output only modal identification and structural damage detection using time frequency & wavelet techniques[J];Earthquake Engineering and Engineering Vibration;2009年04期

5 簡小剛;張艷偉;馮躍;;工程機(jī)械故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];中國工程機(jī)械學(xué)報(bào);2005年04期

6 何保生;劉剛;王平雙;文敏;;基于鉆頭運(yùn)動(dòng)誘發(fā)套管頭振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)的井眼防碰監(jiān)測(cè)方法[J];中國工程科學(xué);2011年05期

7 范會(huì)敏;王浩;;模式識(shí)別方法概述[J];電子設(shè)計(jì)工程;2012年19期

8 吳斌;王敏杰;康晶;羅躍綱;;滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)信號(hào)特征與診斷方法[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

9 吳國祥;李玉河;;工程機(jī)械智能化與信息化發(fā)展概況[J];工程機(jī)械;2013年01期

10 植海深;王藝光;蔣超;徐晉勇;;機(jī)械故障監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的研究綜述[J];大眾科技;2013年12期

本文編號(hào)：1211697