本文關(guān)鍵詞：基于隨機共振和混沌理論的行星齒輪箱微弱信號檢測方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)如今工業(yè)的快速發(fā)展使得機械設(shè)備的功能越來越強大,同時其結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。對于這些機械設(shè)備的故障診斷方法也得到學者們的廣泛重視,研究了許多技術(shù)手段以檢測故障是否存在。特別是機械設(shè)備中的一種非常重要的變速傳動構(gòu)件—齒輪箱,應(yīng)該對其進行故障診斷以便及時發(fā)現(xiàn)潛在故障從而進行修理,避免造成更大的損失。然而,由于齒輪箱的工作環(huán)境較復(fù)雜,周圍的干擾會影響故障信號的檢測,如果故障還處于早期,其信號特征不會太明顯,表現(xiàn)為淹沒在強噪聲背景中的微弱特征信號,從而使故障的診斷工作難以進行。本文對兩種微弱信號檢測方法進行了研究,即隨機共振和混沌理論。研究了各自檢測微弱信號的原理,并針對隨機共振的處理效果提出了改進方法,比如,加入級聯(lián)和相關(guān)分析模型,可以有效地改善隨機共振檢測結(jié)果。然后,就隨機共振依賴參數(shù)的缺點,提出遺傳算法對系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化,不僅能確定參數(shù)值,還能提高輸出信噪比。最后介紹了混沌理論,通過選用適合的混沌模型,構(gòu)造混沌系統(tǒng),利用混沌系統(tǒng)的特殊機制,從相軌跡圖直接觀測軌跡變化來判斷特征信號是否存在。本文通過搭建行星齒輪箱試驗平臺,為齒輪箱中的行星輪和軸承人工植入故障,再利用加速度傳感器采集行星齒輪箱運行時的振動數(shù)據(jù),并分別對這些數(shù)據(jù)進行隨機共振和混沌算法的處理,實現(xiàn)了齒輪箱早期的故障診斷。針對隨機共振的處理效果,通過對比改進前后的頻譜圖和輸出信噪比的值,驗證了這些改進措施的有效性。再者,利用遺傳算法對兩個結(jié)構(gòu)參數(shù)分別進行單元素優(yōu)化和雙元素優(yōu)化,不僅證實了此優(yōu)化算法對于隨機共振的有效性,還得出雙元素同時優(yōu)化比起單元素優(yōu)化的隨機共振輸出信噪比更高,效果更明顯的結(jié)論,說明了遺傳算法比于一般優(yōu)化算法更優(yōu)。最后,將軸承正常和故障兩種情況下的數(shù)據(jù)輸入混沌系統(tǒng),對比相圖的變化以判斷輸入信號中是否有特征頻率,驗證了混沌理論在故障診斷中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：行星齒輪箱 微弱信號檢測 隨機共振 遺傳算法 混沌理論
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.425
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 行星齒輪箱的結(jié)構(gòu)特征與故障機理18-25
• 2.1 行星齒輪箱結(jié)構(gòu)特征18-19
• 2.2 行星齒輪箱故障模式與機理19-21
• 2.2.1 典型故障模式19-20
• 2.2.2 典型故障機理20-21
• 2.3 試驗平臺的搭建21-23
• 2.4 行星齒輪箱故障特征頻率的計算23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 隨機共振理論模型及應(yīng)用25-47
• 3.1 隨機共振的理論基礎(chǔ)25-29
• 3.1.1 隨機共振的提出25
• 3.1.2 隨機共振的原理25-26
• 3.1.3 隨機共振的理論模型26-29
• 3.2 隨機共振的數(shù)值求解29-30
• 3.3 隨機共振的性能描述30-31
• 3.4 對信號進行隨機共振分析31-36
• 3.4.1 低頻信號的處理31-32
• 3.4.2 高頻信號的處理32-36
• 3.5 隨機共振效果的改進方法36-46
• 3.5.1 基于級聯(lián)的隨機共振36-38
• 3.5.2 基于相關(guān)分析的隨機共振38-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于遺傳算法的自適應(yīng)隨機共振47-57
• 4.1 系統(tǒng)參數(shù)對隨機共振的影響47-49
• 4.2 遺傳算法簡介49-52
• 4.2.1 遺傳算法的原理50
• 4.2.2 遺傳算法的步驟50-51
• 4.2.3 遺傳算法的優(yōu)點51-52
• 4.3 基于遺傳算法的隨機共振52-56
• 4.3.1 基于遺傳算法的隨機共振的理論52-53
• 4.3.2 對試驗數(shù)據(jù)進行遺傳優(yōu)化分析53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 基于混沌理論的微弱信號檢測方法57-77
• 5.1 混沌理論的背景意義57-58
• 5.2 混沌理論基礎(chǔ)58-65
• 5.2.1 混沌理論的基本概念58-59
• 5.2.2 混沌現(xiàn)象的判別方法59-64
• 5.2.3 混沌運動的主要特點64-65
• 5.3 混沌系統(tǒng)的動力學模型65-67
• 5.3.1 Duffing模型65-66
• 5.3.2 Lorenz模型66
• 5.3.3 Logistic模型66-67
• 5.4 利用混沌振子檢測微弱信號67-76
• 5.4.1 模擬正弦信號進行檢測67-72
• 5.4.2 對試驗數(shù)據(jù)進行混沌分析72-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 全文工作總結(jié)77-78
• 6.2 本文的創(chuàng)新內(nèi)容78
• 6.3 研究展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-84
• 碩士期間所取得的研究成果84-85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 武姣;姚肖方;;風力發(fā)電機齒輪箱故障診斷方法及信號仿真[J];儀器儀表與分析監(jiān)測;2011年04期

  本文關(guān)鍵詞：基于隨機共振和混沌理論的行星齒輪箱微弱信號檢測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：346137