本文關(guān)鍵詞：基于同步位域運動誤差的齒輪故障診斷技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動由于其傳動準(zhǔn)確、可靠、效率高以及齒輪傳遞的功率和速度范圍大等優(yōu)點,在現(xiàn)代機械中應(yīng)用廣泛。齒輪故障會嚴(yán)重影響傳動可靠性,對其進(jìn)行診斷和預(yù)知十分有必要。電機驅(qū)動診斷法是新的研究熱點,其中的時頻域方法多適用于穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下的診斷,且需要較大的數(shù)據(jù)量,而針對實際工況中頻繁加減速過程,該類方法存在應(yīng)用局限性。針對此問題,本文提出了同步位域運動誤差診斷法。首先討論了運動誤差的含義與診斷機理,分析了在變速情況下傳統(tǒng)時頻域方法的失效原因,并對比分析了兩種方法在穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)下的診斷效果。設(shè)計了一種基于狀態(tài)反饋的級聯(lián)觀測器,用于對驅(qū)動側(cè)輸入軸矩與運動誤差進(jìn)行觀測。通過所設(shè)計觀測器僅需相應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)控制算法即可完成對傳動系統(tǒng)運動誤差的有效觀測,而無需增加負(fù)載側(cè)傳感器,大幅度減小了診斷成本。研究了狀態(tài)反饋增益系數(shù)對觀測器性能的影響,得出兩個增益系數(shù)分別與觀測器穩(wěn)定性與帶寬相關(guān)的結(jié)論。然后提出了一種位域下的信號重采樣技術(shù),結(jié)合時域下的運動誤差信號與位置信號完成了位域下運動誤差信號的重構(gòu),并通過三次樣條插值算法提高了信號采樣率。為了減小噪聲對診斷效果的影響,對重構(gòu)后的信號采用了同步平均方法來提高信噪比,更有利于故障的診斷。最后搭建了單級齒輪傳動的實驗平臺,在平臺上進(jìn)行了不同負(fù)載與突變負(fù)載情況下的觀測器性能測試,結(jié)果證明所設(shè)計觀測器能夠很好地對軸矩變化進(jìn)行跟蹤。在穩(wěn)態(tài)速度與非穩(wěn)態(tài)速度下采集了位置信息與運動誤差信號,并以離線的方式完成了信號的重采樣過程。通過實驗結(jié)果說明了位域下的運動誤差方法能夠解決穩(wěn)態(tài)速度與時變速度下的齒輪故障診斷的問題,并且建立了故障的位置分布圖,非常直觀地表現(xiàn)出了故障類型與分布,將非常有利于對故障的診斷與設(shè)備的維護(hù)。
【關(guān)鍵詞】：齒輪故障 故障診斷 軸矩觀測器 運動誤差 位域
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外該方向的研究及發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 基于MCSA的齒輪故障診斷技術(shù)10-11
• 1.2.2 基于LTSA的故障診斷方法11-12
• 1.2.3 基于同步位域運動誤差的診斷方法12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 單級齒輪傳動系統(tǒng)建模及機理分析15-24
• 2.1 交流永磁同步電機控制系統(tǒng)建模15-16
• 2.2 單級齒輪傳動系統(tǒng)模型16-18
• 2.3 利用運動誤差進(jìn)行診斷的機理分析18-21
• 2.4 仿真驗證21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 傳統(tǒng)MCSA法與KE法對比研究24-33
• 3.1 時頻域下MCSA診斷方法24-30
• 3.1.1 齒輪故障對電流信號的影響24-25
• 3.1.2 常規(guī)MCSA方法的故障診斷仿真25-29
• 3.1.3 時頻域處理方法變速情況下失效原因29-30
• 3.2 位域下KE診斷方法30-32
• 3.2.1 位域下的故障信息特征30-31
• 3.2.2 穩(wěn)態(tài)與時變速度下運動誤差仿真結(jié)果31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第4章 運動誤差觀測器設(shè)計33-47
• 4.1 運動誤差級聯(lián)觀測器結(jié)構(gòu)33-40
• 4.1.1 齒輪輸入軸矩觀測器設(shè)計34-39
• 4.1.2 驅(qū)動側(cè)運動誤差觀測器設(shè)計39-40
• 4.2 運動誤差級聯(lián)觀測器仿真40-46
• 4.2.1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩階躍變化時的軸矩觀測仿真41-42
• 4.2.2 穩(wěn)態(tài)速度下觀測器觀測結(jié)果42-45
• 4.2.3 時變速度下觀測器觀測結(jié)果45-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 第5章 位域信號重采樣技術(shù)47-54
• 5.1 信號重采樣在故障診斷中的應(yīng)用47-48
• 5.2 運動誤差信號的重構(gòu)48-50
• 5.3 運動誤差信號的插值50-51
• 5.4 運動誤差信號的同步平均處理51-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 第6章 同步位域運動誤差齒輪故障診斷實驗54-72
• 6.1 實驗平臺54-55
• 6.2 實物平臺軸矩觀測器性能驗證55-58
• 6.3 同步位域運動誤差診斷效果測試58-69
• 6.3.1 運動誤差真實值診斷實驗58-61
• 6.3.2 穩(wěn)態(tài)速度下的診斷效果61-65
• 6.3.3 斜坡升速下的診斷結(jié)果65-69
• 6.3.4 變速時低速與高速下處理結(jié)果對比69
• 6.4 關(guān)于本課題研究中發(fā)現(xiàn)的問題69-70
• 6.5 本章小結(jié)70-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-80
• 致謝80

【相似文獻(xiàn)】

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1 初犁;用平均響應(yīng)法測量齒輪的運動誤差[J];工具技術(shù);1980年03期

2 周躍發(fā)，，鄭大宇，許連同;多自由度船舶搖擺模擬臺運動誤差分析[J];黑龍江商學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1994年02期

3 王介心;洪邁生;;直行運動誤差在線測試方法[J];磨床與磨削;1986年03期

4 李錦西;;齒輪機床補償運動誤差的測試與診斷[J];磨床與磨削;1992年02期

5 唐樹君;機床直線運動誤差的測量方法研究[J];航空標(biāo)準(zhǔn)化;1984年02期

6 梁建成;;精密機床直線運動誤差在線檢測中的數(shù)學(xué)模型與參數(shù)選擇[J];磨床與磨削;1988年04期

7 虞文華;吳昭同;嚴(yán)拱標(biāo);;圓軌跡運動誤差測試儀的研制及其應(yīng)用[J];振動、測試與診斷;1996年02期

8 杜小平;機構(gòu)的運動誤差分析與可靠性計算[J];機械;1995年04期

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本文編號：251850