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數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在齒輪故障診斷中的應(yīng)用研究

發(fā)布時(shí)間:2017-04-19 20:05

  本文關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在齒輪故障診斷中的應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:在機(jī)械設(shè)備中,齒輪是一種必不可少的常用部件,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域中,據(jù)顯示,在機(jī)械設(shè)備故障中由于齒輪的失效而引起的故障占了很大比例,故對(duì)齒輪進(jìn)行故障診斷意義重大。 對(duì)于齒輪故障診斷的核心和關(guān)鍵是齒輪故障特征信號(hào)的提取,從提取的特征信號(hào)中可以識(shí)別出齒輪故障的類(lèi)型和損傷部位。本文在學(xué)習(xí)了齒輪故障的類(lèi)型和特征的基礎(chǔ)上,,針對(duì)齒輪故障振動(dòng)信號(hào)的非線(xiàn)性非平穩(wěn)性和多分量的調(diào)制特征,將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)引入到齒輪故障特征提取中,并結(jié)合了集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸猓‥EMD)和局部均值分解(LMD)方法,有效地提取出了齒輪的故障特征信息。本文的主要研究?jī)?nèi)容: 1、將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)應(yīng)用到齒輪故障特征提取中,并用仿真信號(hào)和齒輪模擬故障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了該方法的有效性,采用形態(tài)平均濾波器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的降噪,形態(tài)差值濾波器實(shí)現(xiàn)信號(hào)特征的提取。 2、在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)上,提出了基于EEMD形態(tài)學(xué)的齒輪故障特征提取算法。通過(guò)仿真信號(hào)和齒輪模擬故障實(shí)驗(yàn)信號(hào)證明了該方法是有效的。 3、針對(duì)EEMD分解速度慢的問(wèn)題,本文將LMD引入到齒輪振動(dòng)信號(hào)的降噪中,并與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合,提出了一種基于LMD形態(tài)學(xué)的齒輪故障特征提取算法。 4、比較三種方法在齒輪故障特征提取中的優(yōu)劣,綜合分析,結(jié)果表明:基于LMD形態(tài)學(xué)的特征提取算法更適合齒輪故障的特征提取。 本課題主要研究了一些基于形態(tài)學(xué)的故障特征提取算法,從計(jì)算效率和處理效果上對(duì)比分析,表明基于LMD形態(tài)學(xué)算法更適合應(yīng)用于大型設(shè)備的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,但是該方法還有待應(yīng)用到更多的實(shí)時(shí)信號(hào),對(duì)其有效性和實(shí)用性進(jìn)行驗(yàn)證,以期為設(shè)備實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)提供一種穩(wěn)定的、有效的方法。
【關(guān)鍵詞】:齒輪故障診斷 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 故障特征提取 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸?/strong> 局部均值分解
【學(xué)位授予單位】:武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類(lèi)號(hào)】:TH165.3;TH132.41
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-10
  • 第1章 緒論10-18
  • 1.1 課題研究的背景和意義10-11
  • 1.2 齒輪故障診斷的研究現(xiàn)狀11-12
  • 1.3 基于振動(dòng)信號(hào)的處理技術(shù)12-14
  • 1.3.1 平穩(wěn)信號(hào)分析方法12-13
  • 1.3.2 非線(xiàn)性非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)頻分析方法13-14
  • 1.4 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的提出及其在機(jī)械故障診斷中的研究現(xiàn)狀14-15
  • 1.4.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的提出14
  • 1.4.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在機(jī)械故障診斷中的研究現(xiàn)狀14-15
  • 1.5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容15-17
  • 1.6 結(jié)論17-18
  • 第2章 齒輪的故障診斷18-33
  • 2.1 引言18
  • 2.2 齒輪故障的類(lèi)型和成因18-20
  • 2.2.1 齒輪故障的類(lèi)型18-19
  • 2.2.2 齒輪故障的成因19-20
  • 2.3 齒輪的振動(dòng)機(jī)理20-25
  • 2.3.1 齒輪振動(dòng)的來(lái)源20-21
  • 2.3.2 齒輪振動(dòng)的基本參數(shù)21-24
  • 2.3.3 齒輪振動(dòng)的簡(jiǎn)化模型24-25
  • 2.4 齒輪振動(dòng)信號(hào)的調(diào)制25-30
  • 2.4.1 齒輪的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象26-30
  • 2.4.2 齒輪的固有頻率調(diào)制現(xiàn)象30
  • 2.5 齒輪典型故障的振動(dòng)信號(hào)特征30-32
  • 2.6 結(jié)論32-33
  • 第3章 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分析方法33-49
  • 3.1 引言33
  • 3.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算33-38
  • 3.2.1 膨脹運(yùn)算(Dilation)33-35
  • 3.2.2 腐蝕運(yùn)算(Erosion)35-36
  • 3.2.3 開(kāi)運(yùn)算(Open)36-37
  • 3.2.4 閉運(yùn)算(Close)37-38
  • 3.3 數(shù)學(xué)形態(tài)濾波器的基本理論38-39
  • 3.4 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的結(jié)構(gòu)元素39-40
  • 3.4.1 結(jié)構(gòu)元素形狀的選取39-40
  • 3.4.2 結(jié)構(gòu)元素尺寸的確定40
  • 3.5 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在仿真信號(hào)中的應(yīng)用40-42
  • 3.6 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在齒輪故障診斷中的應(yīng)用42-48
  • 3.6.1 齒輪故障模擬實(shí)驗(yàn)43-44
  • 3.6.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在齒輪斷齒故障特征提取中的應(yīng)用44-46
  • 3.6.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在齒輪磨損故障特征提取中的應(yīng)用46-48
  • 3.7 結(jié)論48-49
  • 第4章 基于 EEMD 形態(tài)學(xué)的齒輪故障特征提取49-60
  • 4.1 引言49
  • 4.2 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸猓‥EMD)基本理論49-53
  • 4.2.1 EEMD 在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用49-50
  • 4.2.2 EEMD 分解原理50-53
  • 4.3 基于 EEMD 形態(tài)學(xué)的特征提取算法53
  • 4.4 基于 EEMD 形態(tài)學(xué)在仿真信號(hào)中的應(yīng)用53-55
  • 4.5 基于 EEMD 形態(tài)學(xué)在齒輪故障診斷中的應(yīng)用55-59
  • 4.5.1 基于 EEMD 形態(tài)學(xué)在齒輪斷齒故障中的特征提取55-57
  • 4.5.2 基于 EEMD 形態(tài)學(xué)在齒輪磨損故障中的特征提取57-59
  • 4.6 結(jié)論59-60
  • 第5章 基于 LMD 形態(tài)學(xué)的齒輪故障特征提取60-69
  • 5.1 引言60
  • 5.2 局部均值分解(LMD)基本理論60-63
  • 5.2.1 LMD 在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用60-61
  • 5.2.2 LMD 分解原理61-63
  • 5.3 基于 LMD 形態(tài)學(xué)的特征提取算法63-64
  • 5.4 基于 LMD 形態(tài)學(xué)在仿真信號(hào)中的應(yīng)用64-65
  • 5.5 基于 LMD 形態(tài)學(xué)在齒輪故障診斷中的應(yīng)用65-68
  • 5.5.1 基于 LMD 形態(tài)學(xué)在齒輪斷齒故障中的特征提取65-67
  • 5.5.2 基于 LMD 形態(tài)學(xué)在齒輪磨損故障中的特征提取67-68
  • 5.6 結(jié)論68-69
  • 第6章 三種基于形態(tài)學(xué)的齒輪故障診斷方法比較69-75
  • 6.1 引言69
  • 6.2 仿真信號(hào)的比較69-70
  • 6.3 齒輪模擬故障實(shí)驗(yàn)的比較70-74
  • 6.3.1 齒輪斷齒模擬實(shí)驗(yàn)的比較71-72
  • 6.3.2 齒輪磨損模擬實(shí)驗(yàn)的比較72-74
  • 6.4 結(jié)論74-75
  • 第7章 總結(jié)與展望75-77
  • 7.1 總結(jié)75-76
  • 7.2 展望76-77
  • 致謝77-78
  • 參考文獻(xiàn)78-84
  • 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文84-85
  • 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目85-86
  • 詳細(xì)摘要86-90

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 沈路;數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2010年


  本文關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在齒輪故障診斷中的應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



本文編號(hào):317021


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