旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷是近年來國內(nèi)外發(fā)展較快的一門新興技術(shù),在航空、大型石油、電力、化工行業(yè)的發(fā)動機(jī)、氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用前景。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的研究與應(yīng)用對于避免巨額經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難事故的發(fā)生有著重要意義。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷過程中,尤其是啟停非平穩(wěn)階段,最重要、最關(guān)鍵而且最困難的問題就是故障特征信息提取。這是故障診斷中的瓶頸問題,直接關(guān)系到故障診斷的準(zhǔn)確率和故障早期預(yù)報(bào)的可靠性。因此,為了從根本上解決故障診斷信息提取這個關(guān)鍵問題,必須借助于信號處理、特別是現(xiàn)代信號處理的理論方法和技術(shù)手段,探索故障特征信息提取的途徑,發(fā)展新的故障診斷理論和技術(shù)。從而,階比分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文在對旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障特征、振動信號的測量、傳統(tǒng)特征分析方法和非平穩(wěn)信號的時頻分析技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹的基礎(chǔ)上,對旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征分析的主要手段——階比分析技術(shù)進(jìn)行了深入研究,利用信號的瞬時頻率與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的對應(yīng)關(guān)系提出了各階分量瞬時頻率提取和實(shí)現(xiàn)階比分析的途徑,并通過實(shí)驗(yàn)臺和實(shí)際旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)驗(yàn)證明了這一途徑的正確性。首先對傳統(tǒng)的階比分析方法進(jìn)行了深入的研究,從而為新的旋轉(zhuǎn)機(jī)械階比分析理論... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 本文研究背景
    1.2 國內(nèi)外階比分析研究現(xiàn)狀
        1.2.1 階比跟蹤算法分類
        1.2.2 各種階比跟蹤算法比較及存在的問題
        1.2.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械階比分析研究課題
    1.3 本文研究意義
    1.4 本文的主要工作、內(nèi)容及創(chuàng)新
        1.4.1 本文的主要工作和內(nèi)容
        1.4.2 本文工作的主要創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械升降速階段振動信號特征、測量及分析方法
    2.1 引言
    2.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障的機(jī)理和特征
        2.2.1 轉(zhuǎn)子不平衡
        2.2.2 轉(zhuǎn)子不對中
        2.2.3 轉(zhuǎn)子碰摩
    2.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械非平穩(wěn)信號的測量
        2.3.1 振動信號的測量
        2.3.2 鑒相信號測量
    2.4 振動特征提取和分析方法
        2.4.1 時域分析方法
        2.4.2 頻譜分析（FFT 分析）法
        2.4.3 軸心軌跡分析法
        2.4.4 轉(zhuǎn)速跟蹤分析法
        2.4.5 統(tǒng)計(jì)分析方法
        2.4.6 二維全息譜分析方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械傳統(tǒng)階比分析技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 硬件式階比跟蹤
    3.3 計(jì)算階比跟蹤（COT）
        3.3.1 抗混疊濾波器截止頻率與采樣頻率的設(shè)定
        3.3.2 數(shù)字跟蹤濾波
        3.3.3 重采樣
        3.3.4 階比分析
        3.3.5 COT 的程序?qū)崿F(xiàn)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號的瞬時頻率估計(jì)的研究
    4.1 引言
    4.2 瞬時頻率
        4.2.1 瞬時頻率的定義
        4.2.2 瞬時頻率估計(jì)
VF 瞬時頻率估計(jì)算法">    4.3 STFT_VF 瞬時頻率估計(jì)算法
        4.3.1 短時傅立葉變換（STFT）
        4.3.2 Viterbi 算法
VF 瞬時頻率估計(jì)">        4.3.3 STFT_VF 瞬時頻率估計(jì)
    4.4 仿真算例
    4.5 實(shí)測實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于VITERBI 算法的GABOR 階比跟蹤研究
    5.1 引言
    5.2 離散 Gabor 展開
    5.3 有限似正交離散GABOR 展開
    5.4 基于VITERBI 算法的GABOR 階比跟蹤研究
        5.4.1 基于Viterbi 的Gabor 系數(shù)瞬時頻率估計(jì)算法
GOT 實(shí)現(xiàn)過程">        5.4.2 VA_GOT 實(shí)現(xiàn)過程
        5.4.3 對偶函數(shù)對Gabor 展開的影響
    5.5 仿真算例
    5.6 工程實(shí)例
    5.7 本章小結(jié)
第六章 基于瞬時頻率估計(jì)的自適應(yīng)VOLD-KALMAN 階比跟蹤研究
    6.1 引言
    6.2 自適應(yīng)KALMAN 濾波器的性能特征
        6.2.1 帶寬和頻質(zhì)因數(shù)
        6.2.2 濾波器頻域特性
        6.2.3 濾波器時域特性
    6.3 自適應(yīng)VOLD-KALMAN 階比跟蹤理論基礎(chǔ)
        6.3.1 信號模型
        6.3.2 狀態(tài)方程
        6.3.3 觀測方程
VF 瞬時頻率估計(jì)的AVKF_OT">    6.4 基于STFT_VF 瞬時頻率估計(jì)的AVKF_OT
        6.4.1 權(quán)重因子r
        6.4.2 權(quán)重因子與狀態(tài)噪聲、過程噪聲的關(guān)系
        6.4.3 階比跟蹤過程
        6.4.4 權(quán)重因子與濾波器帶寬、過渡時間的關(guān)系
        6.4.5 權(quán)重因子對階比跟蹤結(jié)果影響的算例
    6.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.5.1 仿真實(shí)驗(yàn)
        6.5.2 實(shí)測實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小結(jié)
第七章 ORDTRA 軟件研制
    7.1 引言
    7.2 OR34 動態(tài)信號分析儀與NVGATE 噪聲和振動分析軟件
        7.2.1 OR34 動態(tài)信號分析儀
        7.2.2 NVGate 噪聲和振動分析軟件
    7.3 ORDTRA 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    7.4 操作界面設(shè)計(jì)
        7.4.1 OrdTra 軟件參數(shù)設(shè)置
        7.4.2 圖形顯示設(shè)計(jì)
        7.4.3 保存設(shè)置
        7.4.4 系統(tǒng)通信
    7.5 文件管理
    7.6 核心編程技術(shù)
        7.6.1 SOCKET/MTP 技術(shù)
        7.6.2 OrdTra 軟件與NVGate 軟件通信
    7.7 本章小結(jié)
第八章 振動信號階比分析的應(yīng)用及驗(yàn)證
    8.1 引言
    8.2 軟件操作流程
    8.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)驗(yàn)臺功能驗(yàn)證
        8.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        8.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置及測試參數(shù)介紹
        8.3.3 配置項(xiàng)目
        8.3.4 兩跨轉(zhuǎn)子啟動階段的不對中實(shí)驗(yàn)
        8.3.5 轉(zhuǎn)子啟動階段的不平衡實(shí)驗(yàn)
        8.3.6 單跨轉(zhuǎn)子啟動階段的碰摩實(shí)驗(yàn)
    8.4 臥式螺旋離心機(jī)實(shí)驗(yàn)
        8.4.1 臥式螺旋離心機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
        8.4.2 實(shí)驗(yàn)裝置及參數(shù)介紹
        8.4.3 時域波形
        8.4.4 時頻譜分析
        8.4.5 計(jì)算階比分析
VF 瞬時頻率估計(jì)">        8.4.6 STFT_VF 瞬時頻率估計(jì)
VF 的AVKF_OT">        8.4.7 基于STFT_VF 的AVKF_OT
        8.4.8 基于Viterbi 算法的Gabor 階比跟蹤
    8.5 本章小結(jié)
第九章 全文工作總結(jié)與展望
    9.1 本文的主要工作及貢獻(xiàn)
    9.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]旋轉(zhuǎn)機(jī)械階比跟蹤技術(shù)研究進(jìn)展綜述[J]. 趙曉平,張令彌,郭勤濤.  地震工程與工程振動. 2008(06)
[3]精密離心機(jī)的一種現(xiàn)場動平衡方法[J]. 王毅.  航空精密制造技術(shù). 2008(03)
[4]轉(zhuǎn)子動力特性及動平衡研究綜述[J]. 鄧旺群,唐廣,高德平.  燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2008(02)
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[6]離心機(jī)震動故障的分析及改進(jìn)[J]. 劉甲志.  新疆有色金屬. 2007(04)
[7]旋轉(zhuǎn)機(jī)械非平穩(wěn)振動信號階比特征分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李愛先,孫濤,楊怡蓓.  機(jī)械與電子. 2007(06)
[8]基于參數(shù)自適應(yīng)時頻分布的瞬時頻率估計(jì)[J]. 馬世偉,謝為群,朱曉錦,陳光化.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2006(11)
[9]基于分段最小二乘擬合的瞬時頻率估計(jì)方法[J]. 孔慶鵬,宋開臣,陳鷹浙.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2006(11)
[10]臥螺離心機(jī)在污泥脫水中的應(yīng)用及常見的故障分析[J]. 喬峰,張敏,董超,彭明杰.  西南給排水. 2006(05)

博士論文
[1]基于時—頻分析的虛擬式旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征分析儀系統(tǒng)的研究[D]. 郭瑜.重慶大學(xué) 2003

碩士論文
[1]旋轉(zhuǎn)機(jī)械階比分析研究與軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 劉科偉.南京航空航天大學(xué) 2008
[2]微速差雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力特性研究[D]. 張曉軍.浙江大學(xué) 2007



本文編號：3096861