本文關(guān)鍵詞：基于EMD的機械振動分析與診斷方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

當(dāng)前所在位置：中國論文網(wǎng) > 科技論文發(fā)表 > 基于EMD的機械振動分析與診斷方法研究

基于EMD的機械振動分析與診斷方法研究

發(fā)布日期： 2014-11-11 發(fā)布：  

  2014年1期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘 要：在現(xiàn)階段的工作當(dāng)中，純?nèi)斯すぷ饕呀?jīng)一去不復(fù)返了，機械設(shè)備的盛行，以及科學(xué)技術(shù)的不斷更新，使得人們可以利用大型設(shè)備來完成工作，同時在一些細節(jié)工作方面，也可以利用較為精密的儀器來完成�？梢哉f，機械設(shè)備的發(fā)展，推動了人類的整體進步，無論生活還是工作�，F(xiàn)今的問題在于機械振動分析，從客觀的角度來說，機械振動分析需要采取一套行之有效的方法來進行。但是，以目前的科學(xué)技術(shù)來說還是有所不足，因此科研人員開始考慮基于EMD的機械振動分析與診斷方法。
中國論文網(wǎng)
　　關(guān)鍵詞：EMD 機械 診斷
　　中圖分類號：TH12 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0047-01
　　很多人對EMD并不是很了解，用通俗的話來說，EMD就是經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，它是由美國的黃鱷博士所提出的一種信號分析方法，由于EMD方法在理論上能夠應(yīng)用于任何類型的信號分解，因此在處理非平穩(wěn)以及非線性數(shù)據(jù)方面，具有非常明顯的優(yōu)勢。正因為EMD具有如此明顯的優(yōu)勢，以它作為基礎(chǔ)，來研究機械振動分析與診斷方法，相信能夠獲得一定的積極成果。本文就基于EMD的機械振動分析與診斷方法進行一定的研究。
　　1 機械系統(tǒng)振動模式的EMD分析方法研究
　　1.1 瞬時頻率和固有模式函數(shù)
　　構(gòu)成EMD基本原理以及算法核心的兩個基本概念有兩個，一個是瞬時頻率概念，另一個是固有模式函數(shù)概念。對于瞬時頻率來說，力學(xué)上振動頻率的概念是單位時間內(nèi)震蕩波的個數(shù)，其實質(zhì)就是表征信號在一定時間內(nèi)的總體特征，由此可見，對于瞬時頻率來說，其定義可以與正弦、余弦函數(shù)聯(lián)系在一起，這樣一來就能夠很好的解決問題，并且將理論應(yīng)用到實際的工作當(dāng)中。其次，在固有模式函數(shù)方面，黃鱷博士等一些研究人員在總結(jié)瞬時頻率有意義的單分量信號的時候，認(rèn)為應(yīng)該在滿足條件的基礎(chǔ)之上，提出了固有模式函數(shù)的概念。經(jīng)過一定的討論和研究，眾多的科研人員認(rèn)為，固有模式函數(shù)必須滿足以下兩個條件：第一，整個數(shù)據(jù)長度中極值點和過零點的樹木必須相等或者最多相差一個。第二，在任意的數(shù)據(jù)點，局部極大值的包絡(luò)以及局部極小值的包絡(luò)均值必須等于零，換言之，信號需要關(guān)于時間軸局部對稱。從以上的表述來看，瞬時頻率以及固有模式函數(shù)對整體的研究工作而言，是一個明確的理論基礎(chǔ)，所有的工作都需要在這個理論基礎(chǔ)上進行，否則很難達到一個理想的效果。
　　1.2 EMD的基本原理
　　EMD方法主要建立在以下假設(shè)的基礎(chǔ)之上：首先，信號最少要有兩個極值點，一個最大值和一個最小值。極值點能夠為EMD方法提供一個最合理的范圍，當(dāng)工作人員利用機械振動分析與診斷方法的時候，必須在某一個合理范圍內(nèi)取值，否則沒有辦法制定針對性的方式來處理問題。其次，特征時間尺度通過兩個極值點之間的時間長度定義，這個要求和上一個是相互呼應(yīng)的，在未來的工作中，準(zhǔn)確的定義不僅可以良好的處理問題，同時可以及時的發(fā)現(xiàn)問題。現(xiàn)階段的機械設(shè)備在應(yīng)用的過程中，具有很多的隱藏問題，如果能夠針對各個工作狀態(tài)進行一個準(zhǔn)確的定義，勢必能夠在今后的工作中，及時檢修，提高經(jīng)濟效益。最后，如果信號數(shù)據(jù)沒有極值點，或者只存在最大值或者最小值，但是存在變性點，那么工作人員可以通過數(shù)據(jù)微分一次或者幾次來獲得極值點，之后通過積分來獲得分析結(jié)果。綜上所述，EMD的基本原理必須滿足上述三個條件，否則很有可能造成結(jié)果不理想或者結(jié)錯誤結(jié)果。
　　2 EMD中的端點效應(yīng)和信號序列延拓技術(shù)研究
　　基于EMD的機械振動分析與診斷方法，需要在切實可行的基礎(chǔ)上來進行工作。在此，本文重點介紹EMD中的端點效應(yīng)和信號序列延拓技術(shù)。利用這一技術(shù)，能夠在很大程度上徹底解決一些惡性問題，避免重復(fù)發(fā)生的情況。
　　2.1 端點效應(yīng)的抑制方法分析
　　針對EMD的端點效應(yīng)問題，我國在長期的發(fā)展當(dāng)中，已經(jīng)提出了一些較為有效的處理技術(shù)，并且應(yīng)用到了實際的工作當(dāng)中，也就是現(xiàn)階段的信號序列延拓技術(shù)。主要分為極值延拓、周期延拓、預(yù)測延拓以及波形延拓等一系列的方法。如何根據(jù)旋轉(zhuǎn)機械振動信號的特點，具有針對性的提出適用性強的信號序列延拓方法，更加徹底的將EMD方法應(yīng)用于機械振動模式分析，就需要對現(xiàn)有的信號序列延拓方法的特點、性能進行分析和研究。
　　2.2 現(xiàn)有延拓方法在機械振動信號處理中的不足分析
　　對于現(xiàn)有的延拓方法來說，并沒有達到一個理想的狀態(tài)，在應(yīng)用到機械振動信號處理的時候，存在較多的不足。首先，沒有辦法達到理想的EMD分解結(jié)果，適用性較差。其次，應(yīng)用價值不高。最后，隨著高科技的盛行，很多的機械振動都出現(xiàn)了新的問題，固守原來的方法，很難得到一個較大的突破。
　　2.3 信號序列端點優(yōu)化對稱延拓方法研究
　　信號序列端點優(yōu)化對稱延拓方法，主要是通過對信號以及其中包絡(luò)線的偏差評價函數(shù)最小化計算，來獲得最理想的信號端點值，同時，在這個基礎(chǔ)上延拓信號的上、下包絡(luò)線。兩端將最大化的逼近原始信號兩端點。之后的工作較為簡單，通過在EMD后續(xù)篩選IMF過程中拋棄兩端延拓的數(shù)據(jù)，從而將端點效應(yīng)釋放到原始信號之外。通過這種方法，能夠有效的處理機械振動中的端點效應(yīng)問題，并且在未來的工作中，不斷建立新的方案，形成一整套有效的對策。值得注意的是，現(xiàn)階段的機械振動具有一定的地域性特征，由于應(yīng)用機械設(shè)備的工廠和企業(yè)不同，同時地區(qū)之間的經(jīng)濟發(fā)展情況也有所偏差，因此在應(yīng)用上述方法的時候，還應(yīng)該有效的考慮到地方性特點。
　　3 結(jié)語
　　本文主要基于EMD的機械振動與診斷方法進行了一定的研究，從現(xiàn)有的發(fā)展情況來看，基于EMD的機械振動與診斷方法仍然需要進一步的加強，并且在很多的方面都需要進行努力。由于部分細節(jié)問題仍然沒有解決，因此，，還需要將端點效應(yīng)進一步去分析，通過掌握更加透徹的原理，將方式方法變得更加科學(xué)化。相信在今后的工作中，基于EMD的機械振動分析與診斷方法一定能夠得到更加積極的成果。
　　參考文獻
　　[1] 王偉，魏洪興，陳殿生，等.基于經(jīng)驗?zāi)７纸夂妥钚《酥С质噶繖C的裝載機載質(zhì)量動態(tài)測量混合建模方法[J].機械工程學(xué)報，2008（2）.
　　[2] 康海英，欒軍英，鄭海起，等.基于階次跟蹤和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的滾動軸承包絡(luò)解調(diào)分析[J].機械工程學(xué)報，2007（8）.
　　[3] 王太勇，何慧龍，王國鋒，等.基于經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夂妥钚《酥С质噶繖C的滾動軸承故障診斷[J].機械工程學(xué)報，2007（4）.

  本文關(guān)鍵詞：基于EMD的機械振動分析與診斷方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。