本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)機械故障信號分析方法研究與應(yīng)用

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【摘要】：為了更好的分析信號特征,人們將時域或頻域分析推廣到時頻分析。利用時頻分析處理信號,能夠得到其各個時刻的瞬時頻率和幅值,并且能夠進行時變信號的研究。論文以旋轉(zhuǎn)機械故障診斷為背景,利用時頻分析方法,從振動信號仿真數(shù)據(jù)出發(fā)尋找規(guī)律,進行特征提取、分類和故障診斷等方面的研究,并結(jié)合嵌入式技術(shù)設(shè)計機械運行狀況監(jiān)測分析系統(tǒng),實現(xiàn)對機械信號的分析診斷和實時監(jiān)測。論文的主要工作可以概括如下幾個方面：(1)提出一種基于S變換和VPMCD的信號分析方法。該方法通過S變換得到時頻矩陣,構(gòu)成能量向量,然后應(yīng)用VPMCD方法建立故障診斷模型,進行分類診斷。基于S變換的分析方法可以克服短時傅里葉變換分析振動信號時,頻率分辨率固定的不足。實驗結(jié)果表明,該方法對故障特征數(shù)據(jù)具有良好的分類效果。(2)提出一種基于廣義S變換的混沌分形分析方法。廣義S變換針對S變換在處理故障信號時,主要能量時頻域內(nèi)分布雜亂,難以選擇合理特征提取區(qū)域的局限,加入窗函數(shù)因子,使信號的主要能量在時頻域分布更加集聚,具有調(diào)節(jié)變換時高頻分辨率的優(yōu)勢。結(jié)合混沌分形方法的盒維數(shù)特征量,表征廣義S矩陣包含的特征信息,實現(xiàn)對信號特征的準(zhǔn)確提取。對比S變換實驗結(jié)果,證明了該方法的有效性。(3)設(shè)計了一種基于廣義S變換的機械運行狀況監(jiān)測分析系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)硬件部分以STM32為微處理器,AD9225為信號采集芯片,USB作為傳輸方式,實現(xiàn)對機械設(shè)備聲發(fā)射信號的采集。軟件部分以Visual Studio 2012為開發(fā)工具,通過內(nèi)置Matlab引擎對采集數(shù)據(jù)進行基于廣義S變換的能量譜處理,實現(xiàn)對聲發(fā)射信號的時頻分析,并結(jié)合VPMCD方法達到診斷設(shè)備運行狀態(tài)的目的。論文針對已知時頻分析算法在分析處理信號時存在的問題,提出和開發(fā)一系列的實用方法,應(yīng)用于特征提取、分類和故障診斷等方面。通過滾動軸承振動信號仿真實驗,顯示出較好的效果,證明了所提方法的準(zhǔn)確性和可行性。同時,結(jié)合嵌入式技術(shù)在硬件設(shè)計方面進行研究,設(shè)計基于論文研究方法的監(jiān)測分析系統(tǒng),并在實驗室離心泵電機這一實際環(huán)境中采集數(shù)據(jù),進行實際測試。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH17

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本文編號：1276915