針對(duì)目前機(jī)械振動(dòng)信號(hào)頻帶越來(lái)越寬,以香農(nóng)采樣定理對(duì)其進(jìn)行采樣將會(huì)帶來(lái)海量數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)及處理等一系列問(wèn)題,提出一種基于調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器（modulated wideband converter,MWC）的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)采樣方法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻振動(dòng)信號(hào)的低速采樣。首先在頻域中按照機(jī)械振動(dòng)信號(hào)能量的集中程度將其頻譜劃分為若干數(shù)量的頻譜片段,然后根據(jù)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的最高頻率、劃分譜帶數(shù)和譜帶最大帶寬等先驗(yàn)知識(shí)設(shè)計(jì)合理的MWC采樣系統(tǒng)參數(shù),最后利用MWC采樣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的低速采樣并從欠采樣數(shù)據(jù)中恢復(fù)出原始信號(hào)。仿真實(shí)驗(yàn)表明:在不損失振動(dòng)信息的前提下,該方法可以有效降低后端采樣設(shè)備的采樣速率,并且可以從少量采樣數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)高概率信號(hào)重構(gòu)。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2020,(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

MWC系統(tǒng)方框圖

由于f在區(qū)間Fs上連續(xù)取值，因此線性方程（5）是無(wú)限測(cè)量向量（Infinite Measurement Vectors,IMV）系統(tǒng)，求解支撐集S需要進(jìn)行無(wú)限多次迭代屬于NP-hard問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題，文獻(xiàn)[1]提出一種連續(xù)-有限（Continuous to Finite,CTF）的方法，該方法首先將無(wú)限測(cè)量向量問(wèn)題轉(zhuǎn)換為多重測(cè)量向量（Multiple Measurement Vectors,MMV）問(wèn)題，然后運(yùn)用壓縮感知相關(guān)重構(gòu)算法求解支撐集，CTF流程，如圖2所示。支撐集記錄S的是稀疏解U0中非零元素所在位置的索引值，如圖2所示。有限維框架V通過(guò)下式進(jìn)行構(gòu)造：

基于MWC的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)方法流程圖，如圖3所示。下面根據(jù)實(shí)驗(yàn)所選機(jī)械振動(dòng)信號(hào)設(shè)計(jì)合理的MWC采樣系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)信號(hào)選用美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)（CWRU）軸承研究中心的軸承數(shù)據(jù)，軸承型號(hào)為6205-2RS JEM SKF，軸承類(lèi)型為深溝球軸承，轉(zhuǎn)速為1797r/min，采樣頻率為48KHz，電機(jī)無(wú)加載負(fù)荷。軸承故障點(diǎn)采用電火花方式加工生成，故障點(diǎn)位于軸承外圈6點(diǎn)鐘方向，大小為0.021″。根據(jù)CWRU提供的資料，外圈發(fā)生故障時(shí)其故障頻率為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于SVD與MUSIC的亞奈奎斯特采樣重構(gòu)算法[J]. 蓋建新,付平,付寧,劉冰.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2012(09)
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本文編號(hào)：3431476