本文關(guān)鍵詞：基于小波脊線法的混沌識(shí)別及故障數(shù)據(jù)分析

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【摘要】：混沌現(xiàn)象廣泛的存在于自然現(xiàn)象、社會(huì)現(xiàn)象里，近年來，混沌運(yùn)動(dòng)被發(fā)現(xiàn)存在于多個(gè)領(lǐng)域中,混沌運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確識(shí)別是一個(gè)非常值得研究的課題。在機(jī)械故障診斷領(lǐng)域里，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障信號(hào)通常表現(xiàn)為非平穩(wěn)、非線性，呈現(xiàn)出復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)特征，采用混沌理論研究故障信號(hào)能夠更為準(zhǔn)確地分析信號(hào)，刻畫信號(hào)反映出的故障本質(zhì)特征。 首先，針對(duì)小波脊線提取瞬時(shí)頻率抗噪性較差的缺點(diǎn)，提出基于模極大值間距提取小波脊線的方法。在傳統(tǒng)基于局部模極大值提取脊線的基礎(chǔ)上加入一步基于模極大值間距的判斷過程。通過設(shè)定一定的坐標(biāo)閾值，只對(duì)坐標(biāo)閾值之內(nèi)的局部模極大值進(jìn)行提取，摒棄了隨機(jī)噪聲造成的局部模極大值點(diǎn)，有效地避免了噪聲的干擾，改進(jìn)了小波脊線方法易受噪聲干擾的缺點(diǎn)。 其次，基于小波脊線和混沌運(yùn)動(dòng)的理論基礎(chǔ)，提出了一種應(yīng)用小波脊線識(shí)別混沌運(yùn)動(dòng)的方法。通過對(duì)多個(gè)典型混沌系統(tǒng)進(jìn)行分析，從相圖、功率譜密度圖、小波脊線圖對(duì)比的角度驗(yàn)證了小波脊線可以區(qū)分系統(tǒng)的周期運(yùn)動(dòng)、倍周期運(yùn)動(dòng)和混沌運(yùn)動(dòng)，并歸納總結(jié)了混沌運(yùn)動(dòng)在小波脊線圖上表現(xiàn)出的規(guī)律性和細(xì)節(jié)特征。 最后，對(duì)美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)(Case Western Reserve University)軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)采集的軸承故障振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了基于混沌理論的分析。首先計(jì)算故障信號(hào)的混沌特征量，，包括關(guān)聯(lián)維數(shù)、K熵、Lyapunov指數(shù)，然后對(duì)故障信號(hào)敏感頻帶進(jìn)行小波脊線分析，分析故障程度不同時(shí)混沌特征量及小波脊線的變化情況，并通過兩者的對(duì)比，證明了小波脊線可以準(zhǔn)確識(shí)別故障類型和故障程度。
【關(guān)鍵詞】：故障診斷 小波脊線 混沌運(yùn)動(dòng) 混沌識(shí)別 滾動(dòng)軸承
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH165.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 混沌理論的應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 混沌理論的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 混沌理論在故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用12-13
• 1.3 小波脊線的研究現(xiàn)狀13
• 1.4 本文研究的意義和主要內(nèi)容13-16
• 1.4.1 本文研究的意義13-14
• 1.4.2 本文研究主要內(nèi)容14-16
• 第2章 小波脊線識(shí)別混沌的理論基礎(chǔ)16-25
• 2.1 混沌概述16-18
• 2.1.1 混沌的定義16-17
• 2.1.2 混沌的特征17-18
• 2.2 小波變換18-20
• 2.2.1 小波變換概述18-19
• 2.2.2 小波變換參數(shù)選擇19-20
• 2.3 小波脊線理論20-23
• 2.3.1 小波脊線20-21
• 2.3.2 漸進(jìn)信號(hào)的解析小波變換21-22
• 2.3.3 基于小波脊線的信號(hào)瞬時(shí)特征提取22-23
• 2.4 仿真信號(hào)的小波脊線研究23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 混沌運(yùn)動(dòng)的小波脊線識(shí)別25-36
• 3.1 典型混沌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型25-26
• 3.2 混沌運(yùn)動(dòng)定性識(shí)別方法26-28
• 3.3 混沌運(yùn)動(dòng)的小波脊線識(shí)別28-34
• 3.4 各定性混沌識(shí)別方法比較34
• 3.6 本章小結(jié)34-36
• 第4章 基于混沌動(dòng)力學(xué)的故障診斷36-45
• 4.1 混沌動(dòng)力學(xué)特征的數(shù)值分析方法36-39
• 4.1.1 Lyapunov 指數(shù)及其計(jì)算方法36-37
• 4.1.2 Kolmogorov 熵及其計(jì)算方法37-38
• 4.1.3 關(guān)聯(lián)維數(shù)及其計(jì)算方法38-39
• 4.2 相空間重構(gòu)39-42
• 4.2.1 延遲時(shí)間的確定40-42
• 4.2.2 嵌入維數(shù)的確定42
• 4.3 故障數(shù)據(jù)預(yù)處理42-44
• 4.3.1 小波包消噪法43
• 4.3.2 基于 Hilbert 變換的包絡(luò)解調(diào)法43
• 4.3.3 基于小波理論濾波消噪的包絡(luò)分析故障數(shù)據(jù)預(yù)處理43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 基于混沌特征量及小波脊線的軸承故障數(shù)據(jù)分析45-67
• 5.1 軸承故障診斷的內(nèi)容及研究意義45
• 5.2 軸承振動(dòng)信號(hào)采集45-47
• 5.3 軸承外圈故障振動(dòng)信號(hào)分析47-56
• 5.3.1 基于混沌特征量的故障數(shù)據(jù)處理48-53
• 5.3.2 基于小波脊線的故障數(shù)據(jù)處理53-56
• 5.4 軸承內(nèi)圈故障振動(dòng)信號(hào)分析56-61
• 5.4.1 基于混沌特征量的故障數(shù)據(jù)處理56-59
• 5.4.2 基于小波脊線的故障數(shù)據(jù)處理59-61
• 5.5 軸承滾動(dòng)體故障振動(dòng)信號(hào)分析61-66
• 5.5.1 基于混沌特征量的故障數(shù)據(jù)處理61-63
• 5.5.2 基于小波脊線的故障數(shù)據(jù)處理63-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果71-72
• 致謝72-73
• 作者簡介73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：773906