【摘要】：齒輪箱作為機械設(shè)備中的一個重要組成部分,對其進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷有著重要的意義。由于齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作環(huán)境比較惡劣,當發(fā)生故障時,其振動信號通常表現(xiàn)出非平穩(wěn)特性,并且故障特征信息往往湮沒在強大的背景噪聲中,因此,在對其進行故障分析前需要進行降噪處理。 粒子濾波是一種基于蒙特卡羅模擬和遞推貝葉斯估計的濾波方法,它通過模擬方程由量測空間遞推到狀態(tài)空間,采用粒子描述狀態(tài)空間,用由粒子及其權(quán)重組成的離散隨機測度近似真實的狀態(tài)后驗分布,并且根據(jù)算法遞推更新離散隨機測度。它可以處理模型方程為非線性、噪聲分布為非高斯分布的問題。本文在深入研究粒子濾波理論的基礎(chǔ)上,利用粒子濾波技術(shù)對齒輪箱振動加速度信號進行降噪處理。建立了齒輪箱振動信號的ARMA模型,進而轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的狀態(tài)空間模型,把降噪問題轉(zhuǎn)化成在狀態(tài)空間模型下的濾波問題。 在上述理論分析的基礎(chǔ)上,本文以齒輪箱為實驗對象,通過在選好的測點上安裝加速度傳感器來采集齒輪箱振動信號,然后對采集到的信號運用粒子濾波技術(shù)進行降噪,并通過仿真和實測信號對其進行了驗證,最后,針對非線性系統(tǒng)的故障檢測問題,提出了一種基于粒子濾波狀態(tài)估計的非線性系統(tǒng)故障檢測算法,并將該算法應(yīng)用到齒輪箱上,取得了一定的成果。
[Abstract]:As an important part of mechanical equipment, gearbox is of great significance for condition monitoring and fault diagnosis. Because the structure of gearbox is complex and the working environment is very bad, the vibration signal of gearbox usually shows non-stationary characteristic when it breaks down, and the fault characteristic information is often buried in the strong background noise. Noise reduction is needed before fault analysis. Particle filter is a filtering method based on Monte Carlo simulation and recursive Bayesian estimation. The discrete random measures composed of particles and their weights are used to approximate the real state posteriori distribution, and the discrete random measures are updated recursively according to the algorithm. It can deal with the problem that the model equation is nonlinear and the noise distribution is non-Gao Si distribution. Based on the research of particle filter theory, the noise reduction of gear box vibration acceleration signal is carried out by using particle filter technology in this paper. The ARMA model of the gear box vibration signal is established, and the corresponding state space model is transformed into the corresponding state space model. The problem of noise reduction is transformed into the filtering problem under the state space model. On the basis of the above theoretical analysis, this paper takes the gearbox as the experimental object, collects the vibration signal of the gearbox by installing the acceleration sensor on the selected measuring point, and then uses the particle filter technology to reduce the noise of the collected signal. Finally, a fault detection algorithm for nonlinear system based on particle filter state estimation is proposed, and the algorithm is applied to the gearbox. Some achievements have been made.
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH165.3

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳養(yǎng)平;王來雄;黃士坦;;基于粒子濾波的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法[J];武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2006年06期

2 鄭子揚;王慶;王宇;;基于粒子濾波的光纖陀螺尋北方案[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2008年03期

3 王婷婷;郭圣權(quán);;粒子濾波算法的綜述[J];儀表技術(shù);2009年06期

4 王向華;覃征;楊新宇;栗江濤;;閾值去噪下的改進粒子濾波算法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2010年02期

5 陳歡歡;陶建鋒;周峰;鄭甲子;;基于EPF-IMM算法的高機動目標跟蹤研究[J];電光與控制;2010年10期

6 陳義;李言俊;孫小煒;;基于粒子濾波的活動輪廓模型視頻跟蹤(英文)[J];火力與指揮控制;2010年09期

7 王立;黃焱;;PCMA系統(tǒng)中符號和定時聯(lián)合估計[J];電子信息對抗技術(shù);2011年04期

8 田健;賀平;羅仕紅;;基于方位信息的組網(wǎng)雷達跟蹤濾波研究[J];航天電子對抗;2011年03期

9 蘇從勇 ,莊越挺 ,黃麗 ,吳飛;基于概率圖模型的人臉多特征跟蹤[J];計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2004年11期

10 張婷;李靖;劉盼;;基于粒子濾波的紅外/毫米波復(fù)合制導(dǎo)目標跟蹤方法[J];制導(dǎo)與引信;2006年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 宮軼松;歸慶明;李保利;張靈敏;;基于均值漂移的粒子濾波算法設(shè)計及其在導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

2 陳炳文;王文偉;秦前清;劉志剛;;基于時空融合和粒子濾波的紅外弱小目標檢測[A];第九屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集（上冊）[C];2010年

3 詹武平;聶沖;;改進的UPF在GPS數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[A];全國第4屆信號和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

4 牛麗輝;蔡燦輝;;粒子濾波理論及其在目標跟蹤中的應(yīng)用[A];全國第一屆信號處理學(xué)術(shù)會議暨中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會信號處理分會籌備工作委員會第三次工作會議專刊[C];2007年

5 高丙坤;李文超;王帥;;一種改進的粒子濾波跟蹤算法[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

6 管波;李宗濤;馬龍華;;基于狀態(tài)重建的改進粒子濾波算法在SINS/GPS中的應(yīng)用研究[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

7 王寧;陳常念;陳加忠;范曄斌;王冼;;標定環(huán)境下基于粒子濾波的行人跟蹤方法[A];第七屆和諧人機環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會議（HHME2011)論文集【oral】[C];2011年

8 王立琦;陳海云;燕小強;;一種改進的粒子濾波視頻跟蹤算法[A];第13屆中國系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

9 仝明磊;韓紅;;隨機字典的粒子濾波視頻跟蹤[A];第七屆和諧人機環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會議（HHME2011)論文集【oral】[C];2011年

10 許化龍;夏克寒;曲從善;;粒子濾波及其在車輛航位推算中的應(yīng)用[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 田雋;基于粒子濾波的視頻目標跟蹤算法的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

2 宮軼松;粒子濾波算法研究及其在GPS/DR組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

3 許昕;基于濾波技術(shù)和粒子群優(yōu)化的齒輪箱故障診斷研究[D];中北大學(xué);2011年

4 王樂;衛(wèi)星USB測控體制下信號特征參數(shù)的分析與識別[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 周壽軍;左心室MRI序列的運動跟蹤新方法[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2004年

6 李濤;非線性濾波方法在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

7 徐茂格;混沌通信中的粒子濾波技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

8 姚劍敏;粒子濾波跟蹤方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2005年

9 肖延國;智能傳感器偵察網(wǎng)絡(luò)中的目標跟蹤算法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

10 孫偉;基于粒子濾波的視頻目標跟蹤關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 金夢s，

本文編號：2262111