【摘要】：在各類機(jī)械設(shè)備中,由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特殊地位,其故障理論和診斷方法歷來是各國(guó)專家和學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。旋轉(zhuǎn)機(jī)械中轉(zhuǎn)子及其相關(guān)組件是設(shè)備產(chǎn)生故障的主要來源,其振動(dòng)信號(hào)的表現(xiàn)形式大都是非平穩(wěn)的、動(dòng)態(tài)的和隨機(jī)的。特別是當(dāng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備工作在變轉(zhuǎn)速時(shí),故障信號(hào)變得越加復(fù)雜,特征提取和故障識(shí)別十分困難。本文將信號(hào)處理技術(shù)和模式識(shí)別技術(shù)中的一些新方法引入到旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中來,對(duì)故障易發(fā)的滾動(dòng)軸承、齒輪及轉(zhuǎn)子故障診斷方法進(jìn)行了一些有益的研究和探索。 (1)針對(duì)滾動(dòng)軸承恒轉(zhuǎn)速條件下故障引發(fā)的共振信號(hào)信噪比較高但非平穩(wěn)的特點(diǎn),利用EMD將其分解并提取包含故障信息的平穩(wěn)信號(hào),經(jīng)包絡(luò)解調(diào)后構(gòu)建了反映軸承故障狀態(tài)的特征矢量。研究了DHMM多樣本訓(xùn)練方法并對(duì)軸承狀態(tài)進(jìn)行了識(shí)別。試驗(yàn)結(jié)果表明所提出的方法對(duì)單一故障和同時(shí)存在多種故障的軸承診斷都取得了良好的識(shí)別效果。 (2)指出了滾動(dòng)軸承故障引發(fā)的軸承共振信號(hào)并非簡(jiǎn)單的偏置調(diào)幅信號(hào),利用所建的故障模型試驗(yàn)了CAF的解調(diào)效果。通過研究、對(duì)比和分析,證明了CAF的形貌特征能夠反映軸承的故障狀態(tài),結(jié)合CHMM對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)識(shí)別能力,提出了一種滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了方法的有效性。 (3)對(duì)于滾動(dòng)軸承必須經(jīng)歷的啟動(dòng)過程,由于轉(zhuǎn)速的變化,故障特征頻率不復(fù)存在。利用小波分析方法提取故障共振信號(hào),采用瞬時(shí)頻率估計(jì)、階比跟蹤技術(shù)對(duì)軸承故障振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析,給出了故障特征階比系數(shù)的概念和算法,試驗(yàn)了算法在軸承故障診斷中的可行性。 (4)變轉(zhuǎn)速更貼近旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用中的實(shí)際情況,本文指出了變轉(zhuǎn)速滾動(dòng)軸承故障信號(hào)的雙變頻調(diào)制特性并建立了故障模型。給出了OCAF的計(jì)算公式,研究了其對(duì)雙變頻信號(hào)的解調(diào)性能。利用特定轉(zhuǎn)速下的故障動(dòng)態(tài)信息構(gòu)建特征向量,提出了基于OCAF-CHMM的滾動(dòng)軸承故障診斷方法,并通過試驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行了檢驗(yàn)。 (5)通過DCS獲取齒輪特征信息,并采用DHMM模型對(duì)齒輪進(jìn)行了故障識(shí)別。試驗(yàn)表明所提出的方法能夠很好地識(shí)別斷齒、點(diǎn)蝕等齒輪狀態(tài)。這種方法結(jié)合了DCS解調(diào)信噪比高、表達(dá)相對(duì)簡(jiǎn)單和DHMM運(yùn)算量相對(duì)較小的特點(diǎn),有利于提高診斷速度。 (6)充分利用HMM和SVM在序列行為分類和小樣本方面的優(yōu)勢(shì),提出了基于SVM-HMM模型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法。該模型在轉(zhuǎn)子啟動(dòng)過程故障診斷試驗(yàn)中,與以往提出的基于SOM-HMM模型的診斷方法相比,減少了量化過程的信息損失及模型訓(xùn)練所需樣本數(shù)量,提高了故障識(shí)別率并減少了模型訓(xùn)練時(shí)間。將該模型用于滾動(dòng)軸承損傷類故障診斷中,也獲得了較滿意的效果,驗(yàn)證了SVM-HMM模型在滾動(dòng)軸承故障診斷中的可行性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH165.3

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8 徐興科,孔令先,趙以萬,田保忠,任華玉;在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)備管理中的應(yīng)用[J];設(shè)備管理與維修;2005年08期

9 盧中華;旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)淺談[J];中國(guó)設(shè)備工程;1993年09期

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本文編號(hào)：2677100