本文關(guān)鍵詞：基于流形學(xué)習(xí)的滾動(dòng)軸承故障特征提取方法研究

  更多相關(guān)文章： 滾動(dòng)軸承 流形學(xué)習(xí) 特征提取 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 樣本熵

【摘要】：作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件,滾動(dòng)軸承在整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中起著非常重要的作用。其運(yùn)行狀態(tài)的好壞往往直接決定了一整臺(tái)機(jī)器的性能優(yōu)劣。因此研究針對(duì)滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)的故障特征提取方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文以滾動(dòng)軸承為研究對(duì)象,針對(duì)強(qiáng)背景噪聲下滾動(dòng)軸承早期微弱故障信號(hào)的特點(diǎn),將流形學(xué)習(xí)方法與其它現(xiàn)代信號(hào)處理方法相結(jié)合,對(duì)滾動(dòng)軸承故障特征提取方法展開(kāi)研究工作,論文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1、論述了滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理和時(shí)頻特征提取方法。首先對(duì)構(gòu)成滾動(dòng)軸承的基本單元及其發(fā)揮的作用作了簡(jiǎn)述,在此基礎(chǔ)上結(jié)合滾動(dòng)軸承的常見(jiàn)故障類型,對(duì)故障產(chǎn)生的原因作了重點(diǎn)剖析。給出了滾動(dòng)軸承的兩種主要頻率成分及其計(jì)算公式。最后通過(guò)一組實(shí)驗(yàn)室軸承數(shù)據(jù)分析了時(shí)頻分析方法的有效性。 2、研究了基于EEMD-流形學(xué)習(xí)的滾動(dòng)軸承早期微弱故障信號(hào)降噪方法。為了克服EMD分解的模態(tài)混疊現(xiàn)象以及傳統(tǒng)閾值降噪方法的不足,結(jié)合滾動(dòng)軸承早期微弱故障信號(hào)的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)EEMD分解后得到IMF分量集作LTSA流形降維處理,能夠有效去除噪聲成分,提高信噪比。通過(guò)仿真和實(shí)際軸承信號(hào)驗(yàn)證了方法的有效性。 3、研究了基于小波包-流形樣本熵的滾動(dòng)軸承故障特征提取方法。結(jié)合小波包分解在處理信號(hào)高頻細(xì)節(jié)分量時(shí)的優(yōu)勢(shì)以及樣本熵對(duì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部自我相似度的有效估計(jì)。通過(guò)對(duì)信號(hào)小波包分解后的子帶進(jìn)行KPCA流形算法處理,并計(jì)算流形子帶的樣本熵值,能夠有效區(qū)分出軸承的不同工作狀態(tài)。最后通過(guò)四種不同狀態(tài)下的實(shí)際軸承數(shù)據(jù)驗(yàn)證了方法的有效性。 4、開(kāi)發(fā)了滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)分析系統(tǒng)。結(jié)合虛擬儀器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)以及人機(jī)交互技術(shù)開(kāi)發(fā)了基于C/S結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)將振動(dòng)信號(hào)分析過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)作為一個(gè)獨(dú)立的模塊來(lái)設(shè)計(jì),既保證了功能的實(shí)現(xiàn),又具有一定的可視化、易操作性。通過(guò)對(duì)實(shí)際軸承數(shù)據(jù)的處理,驗(yàn)證了其性能的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 流形學(xué)習(xí) 特征提取 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 樣本熵
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景和意義9-10
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 目的意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承故障診斷的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 滾動(dòng)軸承故障特征提取方法的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要研究思路和結(jié)構(gòu)安排13-15
• 2 滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理與時(shí)頻特征提取方法15-24
• 2.1 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)15
• 2.2 滾動(dòng)軸承的故障形式15-16
• 2.3 滾動(dòng)軸承的故障原因與特征頻率16-18
• 2.3.1 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理16-17
• 2.3.2 滾動(dòng)軸承的故障特征頻率和固有頻率17-18
• 2.4 滾動(dòng)軸承故障診斷的常用方法18-19
• 2.5 滾動(dòng)軸承的時(shí)頻特征提取方法19-23
• 2.5.1 基于時(shí)頻域的故障特征提取方法19-21
• 2.5.2 時(shí)頻特征提取方法的試驗(yàn)分析21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 3 基于EEMD-流形學(xué)習(xí)的滾動(dòng)軸承早期微弱故障信號(hào)降噪方法24-36
• 3.1 EMD方法24-26
• 3.1.1 固有模態(tài)函數(shù)(IMF)24
• 3.1.2 EMD方法的分解過(guò)程24-26
• 3.1.3 EMD方法的模態(tài)混疊現(xiàn)象26
• 3.2 EEMD方法26-27
• 3.3 非線性流形學(xué)習(xí)的原理與應(yīng)用27-30
• 3.3.1 流形學(xué)習(xí)的原理27-28
• 3.3.2 局部切空間排列流形算法28-29
• 3.3.3 流形學(xué)習(xí)在故障信號(hào)處理中的應(yīng)用29-30
• 3.4 基于EEMD-流形學(xué)習(xí)的降噪方法步驟30-31
• 3.5 仿真分析31-33
• 3.6 工程驗(yàn)證33-35
• 3.7 本章小結(jié)35-36
• 4 基于小波包-流形樣本熵的滾動(dòng)軸承故障特征提取方法36-47
• 4.1 小波包分解36-38
• 4.2 樣本熵38-39
• 4.3 核主分量分析流形算法39-41
• 4.4 基于小波包-流形樣本熵的特征提取方法41
• 4.5 工程驗(yàn)證41-45
• 4.6 本章小結(jié)45-47
• 5 滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)分析系統(tǒng)開(kāi)發(fā)47-57
• 5.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介47-48
• 5.2 總體方案設(shè)計(jì)48-49
• 5.3 系統(tǒng)子模塊設(shè)計(jì)49-56
• 5.3.1 數(shù)據(jù)管理模塊50-52
• 5.3.2 參數(shù)設(shè)置模塊52-53
• 5.3.3 信號(hào)預(yù)處理模塊53-54
• 5.3.4 信號(hào)分析模塊54-56
• 5.3.5 故障診斷模塊56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬波,魏強(qiáng),徐春林,江志農(nóng);基于Hilbert變換的包絡(luò)分析及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年06期

2 曾慶虎;邱靜;劉冠軍;譚曉棟;;小波相關(guān)特征尺度熵在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

3 高云超;桑恩方;許繼友;;分離EMD中混疊模態(tài)的新方法[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2008年09期

4 曾大有;王曉威;鄧風(fēng)茹;;量子力學(xué)中的Heisenberg測(cè)不準(zhǔn)原理的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及在小波分析中的應(yīng)用[J];華北航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

5 張振躍,查宏遠(yuǎn);線性低秩逼近與非線性降維[J];中國(guó)科學(xué)(A輯:數(shù)學(xué));2005年03期

6 羅四維;趙連偉;;基于譜圖理論的流形學(xué)習(xí)算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2006年07期

7 詹宇斌;殷建平;劉新旺;;局部切空間對(duì)齊算法的核主成分分析解釋[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);2010年06期

8 和衛(wèi)星;陳曉平;邵s，

本文編號(hào)：862316