本文關(guān)鍵詞：基于EMD譜峭度和支持向量機(jī)的齒輪箱故障診斷

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【摘要】：現(xiàn)在齒輪箱已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)際中，在傳遞動(dòng)力和改變速度方面表現(xiàn)出了優(yōu)越的性能。但其也是一種容易經(jīng)常出現(xiàn)故障的機(jī)械設(shè)備，一旦齒輪箱上的某個(gè)零部件出現(xiàn)異常而沒(méi)有得到及時(shí)的維修，將可能導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線的不能正常運(yùn)行進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量，所以對(duì)齒輪箱故障進(jìn)行診斷分析研究是非常有必要的。 本文首先對(duì)ZS-65型齒輪箱的基本結(jié)構(gòu)及其振動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，其中包括外圈、內(nèi)圈、保持架、滾動(dòng)體和輪齒的常見(jiàn)失效形式以及對(duì)應(yīng)的信號(hào)分析診斷方法。在去噪方面采用了小波包分解的方法有效地對(duì)信號(hào)進(jìn)行了去噪處理。 其次，對(duì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EMD)進(jìn)行了深入的研究，并就其分解過(guò)程中出現(xiàn)的端點(diǎn)效應(yīng)問(wèn)題提出了一種新的抑制方法，即采用AR模型預(yù)測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行延拓和窗函數(shù)法結(jié)合的辦法對(duì)信號(hào)的端點(diǎn)效應(yīng)進(jìn)行了有效的抑制，，進(jìn)而為后續(xù)信號(hào)的處理提高了精度。為了能夠找到含有故障信息的IMF分量，引入了譜峭度這個(gè)參數(shù)，并且將EMD和譜峭度有效的結(jié)合起來(lái)提取出了齒輪箱各種工況的特征頻率，取得了理想的效果。 最后，運(yùn)用支持向量機(jī)對(duì)重構(gòu)信號(hào)經(jīng)過(guò)提取特征向量并且歸一化處理后的信號(hào)進(jìn)行了模式識(shí)別并分類，取得了不錯(cuò)的效果，充分驗(yàn)證了采用EMD和譜峭度二者結(jié)合起來(lái)提取故障特征向量的實(shí)效性，很好的對(duì)齒輪箱的各種工況進(jìn)行了分類。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD) 端點(diǎn)效應(yīng) 譜峭度 支持向量機(jī)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 齒輪箱故障診斷研究的背景意義、主要目的和相關(guān)內(nèi)容9-12
• 1.1.1 齒輪箱故障診斷研究的背景和意義9-10
• 1.1.2 齒輪箱故障診斷研究的主要目的10
• 1.1.3 齒輪箱故障診斷研究的主要相關(guān)內(nèi)容10-12
• 1.2 齒輪箱故障診斷研究的主要相關(guān)技術(shù)12-15
• 1.2.1 數(shù)字信號(hào)的時(shí)頻域處理技術(shù)12-13
• 1.2.2 數(shù)字信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）13
• 1.2.3 譜峭度概念及由來(lái)13-14
• 1.2.4 齒輪箱故障診斷的模式識(shí)別14-15
• 1.3 本論文的的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)15-16
• 2 齒輪箱故障特點(diǎn)分析16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 齒輪箱中的各種部件及其失效形式16-19
• 2.2.1 齒輪箱中齒輪的失效形式17-18
• 2.2.2 齒輪箱中滾動(dòng)軸承的失效形式18-19
• 2.3 齒輪箱中齒輪的振動(dòng)機(jī)理19-21
• 2.3.1 齒輪箱中齒輪的基本參數(shù)19-20
• 2.3.2 齒輪箱中齒輪的振動(dòng)模型20-21
• 2.4 齒輪箱中滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理21-24
• 2.4.1 齒輪箱中滾動(dòng)軸承的基本參數(shù)21-23
• 2.4.2 齒輪箱中滾動(dòng)軸承的振動(dòng)特征23-24
• 2.5 齒輪箱中故障信號(hào)的分析方法24-26
• 2.5.1 齒輪箱中輪齒故障信號(hào)的分析方法25
• 2.5.2 齒輪箱中滾動(dòng)軸承故障信號(hào)的分析方法25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）方法的研究27-48
• 3.1 引言27
• 3.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）方法的基本內(nèi)容27-33
• 3.2.1 瞬時(shí)頻率的概念28-29
• 3.2.2 本征模態(tài)函數(shù)（IMF）29
• 3.2.3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）方法信號(hào)處理過(guò)程29-31
• 3.2.4 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）的主要性質(zhì)31-32
• 3.2.5 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）的仿真模擬32-33
• 3.3 （EMD）方法分解過(guò)程中的端點(diǎn)效應(yīng)問(wèn)題33-43
• 3.3.1 端點(diǎn)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理33-35
• 3.3.2 端點(diǎn)效應(yīng)的抑制方法35-36
• 3.3.3 基于 AR 模型預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)延拓和窗函數(shù)相結(jié)合的端點(diǎn)效應(yīng)抑制法36-43
• 3.4 端點(diǎn)效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)例分析43-45
• 3.5 模態(tài)混合現(xiàn)象45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 4 基于 EMD 和譜峭度的齒輪箱故障分析48-71
• 4.1 引言48
• 4.2 譜峭度概念48-49
• 4.2.1 譜峭度的定義及數(shù)學(xué)表達(dá)式49
• 4.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理49-53
• 4.3.1 異常點(diǎn)和趨勢(shì)項(xiàng)的去除50-51
• 4.3.2 信號(hào)的小波包去噪51-53
• 4.4 齒輪箱故障診斷實(shí)驗(yàn)步驟53-58
• 4.4.1 齒輪箱故障診斷實(shí)驗(yàn)設(shè)備及系統(tǒng)53-54
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備54-55
• 4.4.3 齒輪箱上傳感器的安裝位置及各種故障設(shè)置55-56
• 4.4.4 齒輪箱各個(gè)部件的參數(shù)56-58
• 4.5 EMD 和譜峭度相結(jié)合的齒輪箱故障診斷58-70
• 4.5.1 正常信號(hào)的的分析59-60
• 4.5.2 齒面磨損的信號(hào)分析60-62
• 4.5.3 滾動(dòng)體磨損故障的信號(hào)分析62-65
• 4.5.4 外圈凹坑故障的信號(hào)分析65-67
• 4.5.5 保持架斷裂故障的信號(hào)分析67-70
• 4.6 本章小結(jié)70-71
• 5 基于支持向量機(jī)的故障模式識(shí)別驗(yàn)證71-82
• 5.1 概述71
• 5.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論71-74
• 5.2.1 機(jī)器學(xué)習(xí)問(wèn)題71-72
• 5.2.2 VC 維72
• 5.2.3 推廣性的界72-73
• 5.2.4 結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則73-74
• 5.3 支持向量機(jī)74-77
• 5.3.1 最優(yōu)分類超平面74-76
• 5.3.2 核函數(shù)76-77
• 5.4 實(shí)例分析77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 6 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 總結(jié)82
• 6.2 展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果89-90
• 致謝90-91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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5 祝曉燕;張金會(huì);何政軍;朱霄s

本文編號(hào)：948647