本文關(guān)鍵詞：基于LCD和VPMCD的滾動(dòng)軸承故障診斷方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中使用量最多，也是極易損壞的零件，當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)容易引發(fā)整個(gè)機(jī)械設(shè)備的失效，因此對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷具有十分重要的意義。滾動(dòng)軸承故障診斷的關(guān)鍵在于故障特征提取，當(dāng)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障時(shí)，其振動(dòng)信號(hào)往往表現(xiàn)出非平穩(wěn)特性。局部特征尺度分解（Local characteristic scaledecomposition，簡(jiǎn)稱LCD）是一種自適應(yīng)的非平穩(wěn)信號(hào)處理方法，該方法能夠?qū)?fù)雜的非平穩(wěn)信號(hào)自適應(yīng)地分解為若干瞬時(shí)頻率具有物理意義的單分量信號(hào)之和，因而非常適合于滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析。 同時(shí)，滾動(dòng)軸承的故障診斷本質(zhì)上是一個(gè)模式識(shí)別的過(guò)程。在模式識(shí)別方法中，基于變量預(yù)測(cè)模型的模式識(shí)別（Variable predictive model based classdiscriminate，簡(jiǎn)稱VPMCD）是一種新的模式識(shí)別方法，該方法利用特征參數(shù)之間存在相互內(nèi)在關(guān)系建立變量預(yù)測(cè)模型，再通過(guò)預(yù)測(cè)模型對(duì)待測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別與分類。在滾動(dòng)軸承故障診斷中，通過(guò)特征提取獲得的特征參數(shù)之間往往存在著一定的內(nèi)在變量關(guān)系，而這種關(guān)系在不同的系統(tǒng)或類別之間具有不同的特點(diǎn)，因此，可以將VPMCD應(yīng)用于滾動(dòng)軸承故障模式識(shí)別中。 基于此，本文將LCD方法和VPMCD方法相結(jié)合，提出了基于LCD和VPMCD的滾動(dòng)軸承故障診斷方法。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1、分析了滾動(dòng)軸承常見的失效形式，探討了它的故障機(jī)理和振動(dòng)特征，同時(shí)從信號(hào)處理方法和故障模式識(shí)別方法兩個(gè)方面對(duì)其故障診斷方法進(jìn)行了闡述。 2、研究了LCD算法的基本理論，并通過(guò)仿真信號(hào)比較了LCD相對(duì)于固有時(shí)間尺度分解（Intrinsic time-scale decomposition，簡(jiǎn)稱ITD）和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（Empirical mode decomposition，簡(jiǎn)稱EMD）算法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證LCD在滾動(dòng)軸承故障診斷中的有效性。 3、研究了VPMCD算法的基本理論，將其與LCD算法相結(jié)合運(yùn)用于滾動(dòng)軸承故障診斷中，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，與目前廣泛應(yīng)用于滾動(dòng)軸承模式識(shí)別中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和支持向量機(jī)算法相比較，結(jié)果驗(yàn)證了其在分類精度和訓(xùn)練速度上的優(yōu)勢(shì)。 4、針對(duì)VPMCD在參數(shù)估計(jì)過(guò)程中存在的缺陷，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，用主成分回歸代替原方法中的最小二乘法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，，消除了預(yù)測(cè)變量間存在多重線性相關(guān)性的影響，可以獲得更加穩(wěn)定的模型參數(shù)，從而提高了模式識(shí)別的精度。通過(guò)對(duì)不同工作狀態(tài)和故障類型下的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，結(jié)果表明了該方法的有效性。 5、VPMCD在訓(xùn)練過(guò)程中是用多項(xiàng)式響應(yīng)面法來(lái)建立預(yù)測(cè)模型的，然而其模型擬合精度不能隨訓(xùn)練樣本容量的增加而顯著提高。因此，論文將多項(xiàng)式響應(yīng)面法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)對(duì)仿真模型的擬合精度對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于原方法，改進(jìn)的多項(xiàng)式響應(yīng)面法的模型擬合精度能隨樣本容量增加而明顯提高�；诖�，論文提出了基于改進(jìn)多項(xiàng)式響應(yīng)面的VPMCD算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，證明了改進(jìn)算法相對(duì)于原算法的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 故障診斷 基于變量預(yù)測(cè)模型的模式識(shí)別 局部特征尺度分解 主成分回歸 改進(jìn)的多項(xiàng)式響應(yīng)面
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH165.3;TH133.33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 插圖索引11-13
• 附表索引13-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)15-17
• 1.3 論文的研究思路及內(nèi)容安排17-20
• 1.3.1 論文的研究思路17-18
• 1.3.2 論文的內(nèi)容安排18-20
• 第二章 滾動(dòng)軸承的失效形式和故障診斷方法20-31
• 2.1 滾動(dòng)軸承的主要失效形式20-21
• 2.2 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷機(jī)理與振動(dòng)特征21-23
• 2.2.1 滾動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)診斷機(jī)理22-23
• 2.2.3 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)特征分析23
• 2.3 滾動(dòng)軸承故障診斷方法23-30
• 2.3.1 滾動(dòng)軸承信號(hào)處理方法25-28
• 2.3.2 滾動(dòng)軸承故障模式識(shí)別方法28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于 LCD 算法的滾動(dòng)軸承故障診斷方法31-41
• 3.1 固有時(shí)間尺度分解算法31-32
• 3.2 局部特征尺度分解算法32-34
• 3.3 信號(hào)仿真分析34-36
• 3.4 LCD 算法在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用36-40
• 3.4.1 基于 LCD 包絡(luò)譜的滾動(dòng)軸承故障診斷36-38
• 3.4.2 基于 LCD 和 SVM 的滾動(dòng)軸承故障診斷38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于 VPMCD 的滾動(dòng)軸承故障模式識(shí)別方法41-50
• 4.1 變量預(yù)測(cè)模型41-42
• 4.2 基于變量預(yù)測(cè)模型的模式識(shí)別（VPMCD）方法42-43
• 4.3 VPMCD 在 UCI 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的應(yīng)用43-44
• 4.4 VPMCD 和 LCD 算法在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用44-49
• 4.4.1 基于 VPMCD 和 LCD 算法的滾動(dòng)軸承故障診斷方法44-45
• 4.4.2 應(yīng)用45-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 基于主成分回歸的 VPMCD 算法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用50-61
• 5.1 基于主成分回歸技術(shù)的 VPMCD 方法50-53
• 5.2 PVPMCD 方法在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用53-59
• 5.2.1 基于 PVPMCD 的滾動(dòng)軸承故障診斷方法53-54
• 5.2.2 應(yīng)用54-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 第六章 基于改進(jìn)多項(xiàng)式響應(yīng)面法的 VPMCD 方法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用61-69
• 6.1 改進(jìn)的多項(xiàng)式響應(yīng)面法61-65
• 6.1.1 多項(xiàng)式響應(yīng)面法61-62
• 6.1.2 改進(jìn)的多項(xiàng)式響應(yīng)面法62-63
• 6.1.3 仿真對(duì)比分析63-65
• 6.2 基于 IPRS 的 VPMCD 方法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用65-67
• 6.2.1 基于 IPRS 的 VPMCD 方法65-66
• 6.2.2 應(yīng)用66-67
• 6.3 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 附錄 A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表和錄用的論文目錄76-77
• 附錄 B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目77

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于LCD和VPMCD的滾動(dòng)軸承故障診斷方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：474419