本文關(guān)鍵詞：滾動軸承振動信號的采集與分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動軸承作為機(jī)械設(shè)備中的重要零部件,在機(jī)械設(shè)備中的重要地位是不言而喻的。據(jù)統(tǒng)計30%的機(jī)械設(shè)備故障是由滾動軸承引起的,因此很有必要對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測,避免因軸承發(fā)生故障而損壞機(jī)械設(shè)備本身,這對保證整個機(jī)械系統(tǒng)正常運(yùn)行具有重要意義。本文設(shè)計振動信號采集系統(tǒng),對軸承的振動信號進(jìn)行采集,再對采集到的振動信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提取信號特征,采用偏最小二乘(partial least squares method, PLS)等方法對特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,建立故障識別模型,實(shí)現(xiàn)對軸承運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)測。本文的核心工作是：設(shè)計開發(fā)軸承振動信號的采集系統(tǒng)；提取采集到振動信號的特征；建立故障檢測模型。 本文首先設(shè)計了一套以STM32F103RB為核心的振動信號采集系統(tǒng),對軸承振動信號進(jìn)行采集,然后對采集到的振動信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提取信號的特征,通過小波包能量譜—偏最小二乘等方法建立故障檢測模型。具體工作如下： (1)本文所設(shè)計的振動信號采集系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行高速、并行、多通道傳輸。核心控制模塊是最重要的設(shè)計模塊,設(shè)計的好壞直接關(guān)系到信號采集能否高速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。對采集到的振動信號數(shù)據(jù),本文采用頻域分析法提取信號特征,建立故障檢測模型。 (2)提出小波包能量譜—偏最小二乘故障檢測方法,建立故障檢測模型。首先對振動信號進(jìn)行小波包分解,提取小波包能量譜特征向量,以此作為PLS的輸入,建立故障識別模型,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此方法的有效性。 (3)提出小波包能量譜—核偏最小二乘故障檢測方法,建立故障檢測模型�；谛〔ò芰孔V的偏最小二乘分析法,是一種線性數(shù)據(jù)處理方法,而軸承運(yùn)行過程中,產(chǎn)生大量的非線性數(shù)據(jù),因此提出了基于小波包能量譜的核偏最小二乘分析方法。 采集滾動軸承的振動信號,對振動信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,是監(jiān)測滾動軸承運(yùn)行狀態(tài)的有效途徑。因此本文提出了基于小波包能量譜的故障識別方法,其采用小波包分析方法,提取振動信號的能量特征,并以此為基礎(chǔ)建立PLS和KPLS的故障識別模型,實(shí)現(xiàn)對滾動軸承振動信號中的故障信息的檢測和識別。將本文提出的故障識別模型,應(yīng)用于美國西儲大學(xué)提供的滾動軸承振動信號數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文方法的有效性。最后,文章總結(jié)了論文的工作情況并對滾動軸承的故障檢測作出了展望。
【關(guān)鍵詞】：振動 小波包分解 能量譜 偏最小二乘分析 核偏最小二乘分析
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH165.3;TP274.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景、目的及意義11-12
• 1.2 滾動軸承故障檢測技術(shù)的研究概況12-15
• 1.2.1 滾動軸承振動信號處理技術(shù)概述13-14
• 1.2.2 發(fā)展趨勢14-15
• 1.3 滾動軸承故障檢測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 論文的研究內(nèi)容16-19
• 1.4.1 本文的主要工作及思路17
• 1.4.2 研究中技術(shù)難點(diǎn)的分析17-18
• 1.4.3 論文結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第二章 故障檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計及軟件研究19-29
• 2.1 檢測系統(tǒng)整體設(shè)計19-20
• 2.2 振動傳感器的選擇與安裝位置20-22
• 2.2.1 傳感器型號的選擇20-21
• 2.2.2 傳感器安裝位置的選擇21-22
• 2.3 振動信號采集系統(tǒng)硬件設(shè)計22-26
• 2.3.1 振動信號采集系統(tǒng)的設(shè)計和組成22-23
• 2.3.2 核心控制模塊的設(shè)計23
• 2.3.3 模擬信號采集模塊設(shè)計23-24
• 2.3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計24
• 2.3.5 數(shù)據(jù)接收傳輸模塊的設(shè)計24-26
• 2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計26-28
• 2.4.1 監(jiān)測軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)26-27
• 2.4.2 主程序設(shè)計27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 滾動軸承故障機(jī)理及振動特征29-33
• 3.1 滾動軸承的振動機(jī)理29-31
• 3.1.1 滾動軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的振動29-30
• 3.1.2 軸承加工裝配引起的振動30
• 3.1.3 軸承運(yùn)行故障引起的振動30-31
• 3.2 滾動軸承的主要故障類型31
• 3.3 滾動軸承的特征頻率參數(shù)31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 振動信號分析及特征提取33-43
• 4.1 滾動軸承振動信號時域分析33-35
• 4.1.1 時域特征分析有量綱參數(shù)指標(biāo)33-34
• 4.1.2 時域特征分析中無量綱參數(shù)指標(biāo)34-35
• 4.2 滾動軸承振動信號頻域分析35-36
• 4.2.1 頻域分析參數(shù)指標(biāo)35-36
• 4.3 小波包分解及能量譜提取36-37
• 4.3.1 小波包分解36-37
• 4.3.2 小波包能量譜37
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計及分析37-40
• 4.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計37-38
• 4.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)分析38-40
• 4.5 本章小結(jié)40-43
• 第五章 基于小波包能量譜的偏最小二乘故障檢測法43-49
• 5.1 偏最小二乘分析法43-44
• 5.2 偏最小二乘理論故障檢測分析法基礎(chǔ)44
• 5.2.1 Hotelling T2檢測44
• 5.2.2 Q殘差檢測44
• 5.3 基于小波包能量譜的偏最小二乘分析法44-45
• 5.4 滾動軸承故障檢測實(shí)驗(yàn)設(shè)計45-46
• 5.4.1 基于小波包能量譜的偏最小二乘分析方法設(shè)計45-46
• 5.5 小波包能量譜的偏最小二乘結(jié)果分析46-48
• 5.6 本章小結(jié)48-49
• 第六章 基于小波包能量譜的核偏最小二乘故障檢測法49-59
• 6.1 核偏最小二乘分析法49-52
• 6.1.1 核函數(shù)基本理論及原理49-50
• 6.1.2 核偏最小二乘分析法50-52
• 6.1.3 基于核偏最小二乘的故障檢測52
• 6.2 基于小波包能量譜的核偏最小二乘分析法52
• 6.3 基于小波包能量譜的核偏最小二乘分析法模型建立52-54
• 6.4 小波包能量譜的核偏最小二乘結(jié)果分析54-57
• 6.5 基于小波包能量譜偏最小二乘與核偏最小二乘對比分析57
• 6.6 本章小結(jié)57-59
• 第七章 結(jié)論與展望59-61
• 7.1 論文總結(jié)59-60
• 7.2 論文展望60-61
• 致謝61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄A (攻讀碩士期間發(fā)表的論文)67-69
• 附錄B (攻讀碩士期間申請的軟件著作權(quán))69-71
• 附錄C (攻讀碩士期間獲得的專利)71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張海軍,溫廣瑞,屈梁生;一種提高診斷信息質(zhì)量的方法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2002年03期

2 徐尹格,顏玉玲;相關(guān)技術(shù)在滾動軸承故障診斷中的應(yīng)用[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);1992年07期

3 熊麗;梁軍;錢積新;;基于主元分析和核密度估計的多變量統(tǒng)計過程監(jiān)控及在工廠聚丙烯催化劑反應(yīng)器的應(yīng)用(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2007年04期

  本文關(guān)鍵詞：滾動軸承振動信號的采集與分析研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：275298