本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)的迭代希爾伯特變換和支持向量機(jī)的行星減速器故障診斷，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：行星減速器作為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)用廣泛。如果減速器出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)面影響。根據(jù)機(jī)械設(shè)備可靠運(yùn)行的迫切需求，針對(duì)行星減速器的故障難題，尤其是振動(dòng)信號(hào)傳輸路徑復(fù)雜，信號(hào)相互耦合，導(dǎo)致振動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)大噪聲，非平穩(wěn)，多分量的特點(diǎn)，本文開展基于振動(dòng)信號(hào)特征分量提取方法和故障模式識(shí)別的方法的研究，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的可靠運(yùn)行和企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重大的科學(xué)意義和工程價(jià)值。 本文研究了行星減速器模型的振動(dòng)機(jī)理，綜合考慮時(shí)變嚙合剛度、齒輪嚙合間隙、誤差激勵(lì)的影響，介紹了多間隙、變參數(shù)、彎扭耦合的行星減速器非線性動(dòng)力學(xué)模型，用以表征行星減速器的動(dòng)態(tài)特性。 本文通過分析建立了行星減速器正常狀態(tài)，分布式故障狀態(tài)和局部故障狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)模型。行星減速器相比于一般減速器，內(nèi)部零件較多，相對(duì)運(yùn)動(dòng)復(fù)雜。行星輪公轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生“通過效應(yīng)”，導(dǎo)致固定在行星減速器外殼上的傳感器采集到的振動(dòng)信號(hào)成分復(fù)雜，形成多分量的調(diào)幅-調(diào)頻信號(hào)。 針對(duì)多分量的調(diào)幅-調(diào)頻信號(hào)，本文提出了改進(jìn)的迭代希爾伯特變換（IHT）方法，用于提取特征分量。現(xiàn)有的迭代希爾伯特變換（IHT）存在端點(diǎn)效應(yīng)和濾波器設(shè)計(jì)依靠先驗(yàn)知識(shí)的局限性。本文分析了端點(diǎn)效應(yīng)產(chǎn)生的原因，提出了對(duì)稱信號(hào)延拓方法來(lái)消除端點(diǎn)效應(yīng)的影響。同時(shí)，提出了一種自適應(yīng)的零相位濾波器取代原方法中的固定濾波器。將改進(jìn)后的IHT方法和原方法進(jìn)行仿真對(duì)比分析，證實(shí)了該方法的解調(diào)精度更高，，并有效地抑制了端點(diǎn)效應(yīng)。 樣本熵可以有效的反映信號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，多分類支持向量機(jī)可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)小樣本的分類問題。本文設(shè)計(jì)了行星減速器行星輪故障實(shí)驗(yàn)，通過改進(jìn)的IHT方法、原IHT方法和EMD方法提取信號(hào)的特征分量。對(duì)比發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的IHT方法分解效果最好。將信號(hào)分量的樣本熵和轉(zhuǎn)速信息構(gòu)成特征向量，采用多類分類支持向量機(jī)診斷出行星減速器故障類型。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明，基于改進(jìn)的迭代希爾伯特變換和支持向量機(jī)的方法，可以有效地診斷行星減速器的多種故障類型。
【關(guān)鍵詞】：行星減速器 迭代希爾伯特變換（IHT） 支持向量機(jī)（SVM） 樣本熵 端點(diǎn)效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH132.46;TH165.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題來(lái)源及研究意義8
• 1.2 行星減速器故障診斷的發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.3 基于多分量 AM-FM 信號(hào)解調(diào)方法的減速器故障診斷發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.4 行星減速器故障診斷的難點(diǎn)11-12
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容12-14
• 2 行星減速器的振動(dòng)機(jī)理與振動(dòng)信號(hào)模型14-28
• 2.1 行星減速器振動(dòng)機(jī)理概述14-15
• 2.2 行星減速器非線性動(dòng)力學(xué)模型15-18
• 2.3 行星減速器的振動(dòng)信號(hào)研究進(jìn)展18-19
• 2.4 正常行星減速器振動(dòng)信號(hào)模型19-23
• 2.4.1 嚙合點(diǎn)處的振動(dòng)信號(hào)模型20
• 2.4.2 行星輪的通過效應(yīng)分析20-23
• 2.5 行星減速器分布式故障振動(dòng)信號(hào)模型23-24
• 2.6 行星減速器局部故障振動(dòng)信號(hào)模型24-27
• 2.6.1 太陽(yáng)輪局部故障振動(dòng)信號(hào)模型24
• 2.6.2 行星輪局部故障振動(dòng)信號(hào)模型24-25
• 2.6.3 內(nèi)齒圈局部故障振動(dòng)信號(hào)模型25-26
• 2.6.4 局部故障特征頻率定義26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 3 改進(jìn)的多分量迭代 HILBERT 變換方法28-42
• 3.1 常見的多分量信號(hào)分析方法28
• 3.2 IHT 方法介紹28-31
• 3.2.1 IHT 端點(diǎn)效應(yīng)分析29
• 3.2.2 零相位濾波29-31
• 3.3 IHT 端點(diǎn)效應(yīng)的解決方法31
• 3.4 自適應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)31-32
• 3.5 仿真信號(hào)的驗(yàn)證32-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 4 行星減速器故障識(shí)別中支持向量機(jī)方法研究42-54
• 4.1 信號(hào)特征向量表達(dá)42-45
• 4.1.1 信息熵概述42-43
• 4.1.2 近似熵概述43-44
• 4.1.3 樣本熵概述44-45
• 4.1.4 能量熵概述45
• 4.2 支持向量機(jī)（SVM）概述45-50
• 4.2.1 線性支持向量機(jī)研究46-49
• 4.2.2 非線性支持向量機(jī)研究49-50
• 4.3 SVM 多元分類50-53
• 4.3.1 多類分類問題的描述50-51
• 4.3.2 一對(duì)多組合分類算法51
• 4.3.3 一對(duì)一組合分類算法51-52
• 4.3.4 決策樹分類算法52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 行星減速器故障診斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證54-72
• 5.1 概述54
• 5.2 行星減速器故障試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案分析54-58
• 5.2.1 行星減速器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成54-57
• 5.2.2 行星減速器故障實(shí)驗(yàn)方案57-58
• 5.3 基于改進(jìn)的 IHT 方法的特征提取和 SVM 狀態(tài)識(shí)別58-70
• 5.3.1 行星減速器振動(dòng)信號(hào)分析58-59
• 5.3.2 基于改進(jìn)的 IHT 振動(dòng)信號(hào)特征提取59-68
• 5.3.3 故障行星減速器的 SVM 狀態(tài)識(shí)別68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)及展望72-74
• 6.1 全文工作總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄80
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利目錄80
• C. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的部分科研項(xiàng)目80

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)的迭代希爾伯特變換和支持向量機(jī)的行星減速器故障診斷，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：322561