發(fā)布時(shí)間：2017-03-22 09:07

  本文關(guān)鍵詞：基于形態(tài)濾波及局部切空間排列算法的滾動(dòng)軸承微弱故障分類，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動(dòng)軸承是一種使用在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中，并且最為常見的零部件，擔(dān)負(fù)著極其重要的角色，但與此同時(shí)，其故障發(fā)生的頻率也較高。滾動(dòng)軸承的健康狀況影響著整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)滾動(dòng)軸承存在故障時(shí)，不僅會(huì)影響到設(shè)備的正常使用，還會(huì)使得企業(yè)正常的生產(chǎn)過程難以實(shí)現(xiàn)，如若故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，嚴(yán)重情況下還能引發(fā)生產(chǎn)事故，導(dǎo)致廣大人民群眾巨大的財(cái)物及人身?yè)p失。因而，滾動(dòng)軸承故障診斷的研究有著非常重要的意義。 振動(dòng)是軸承運(yùn)行時(shí)不可避免的現(xiàn)象，當(dāng)其內(nèi)、外圈以及滾動(dòng)體上產(chǎn)生故障時(shí)，其振動(dòng)往往更為強(qiáng)烈，將會(huì)出現(xiàn)周期性的沖擊信號(hào)，從而導(dǎo)致調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生，不同的故障呈現(xiàn)不同的故障頻率。因此該領(lǐng)域當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一是如何有效地獲取故障信號(hào)特征。 軸承實(shí)際工作過程中，由于隨機(jī)噪聲、振動(dòng)傳遞路徑等因素的影響，產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)是非線性的，導(dǎo)致傳統(tǒng)的傅氏變換、小波變換等線性方法難以準(zhǔn)確提取出故障信號(hào)的特征。本文簡(jiǎn)要介紹了幾種時(shí)域、頻域及時(shí)頻域方法，重點(diǎn)闡述了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在處理非線性振動(dòng)信號(hào)時(shí)的應(yīng)用方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，，針對(duì)滾動(dòng)軸承發(fā)生微弱故障時(shí)，振動(dòng)信號(hào)具有高噪聲，低信噪比的特點(diǎn)，進(jìn)一步說明了流形學(xué)習(xí)在進(jìn)行故障分類時(shí)的如何應(yīng)用，并對(duì)全局與局部流形學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了比較。 本文采用實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)并對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證。該實(shí)驗(yàn)分別采集了滾動(dòng)軸承內(nèi)圈、外圈及滾動(dòng)體各部位產(chǎn)生直徑為0.1778mm,0.3556mm,0.5334mm,0.7112mm的點(diǎn)蝕故障時(shí)的振動(dòng)信號(hào)，然后借助MATLAB軟件編程，對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分別使用傳統(tǒng)小波包濾波與形態(tài)濾波器對(duì)非線性信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波降噪，然后進(jìn)一步采用全局及局部流形學(xué)習(xí)算法對(duì)濾波降噪后的數(shù)據(jù)提取特征值并進(jìn)行故障分類，處理結(jié)果有效說明了形態(tài)濾波及局部切空間排列算法在處理非線性信號(hào)時(shí)的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 故障診斷 形態(tài)濾波 流形學(xué)習(xí) 局部切空間排列算法 模式識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 機(jī)械故障診斷的發(fā)展概況12-13
• 1.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的發(fā)展概況13-14
• 1.4 本論文的主要結(jié)構(gòu)和工作內(nèi)容14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-17
• 第二章 滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理及故障信號(hào)分析方法17-35
• 2.1 滾動(dòng)軸承的主要故障及故障機(jī)理17-20
• 2.2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理及故障特征頻率分析20-25
• 2.2.1 滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理20-23
• 2.2.2 滾動(dòng)軸承故障特征頻率分析23-25
• 2.3 滾動(dòng)軸承的早期微弱故障的特征25-26
• 2.4 滾動(dòng)軸承故障信號(hào)采集與分析26-33
• 2.4.1 滾動(dòng)軸承的故障信號(hào)數(shù)據(jù)采集26
• 2.4.2 傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析方法26-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 形態(tài)算法在滾動(dòng)軸承微弱故障信號(hào)分析中的應(yīng)用35-47
• 3.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)簡(jiǎn)介及理論基礎(chǔ)35-37
• 3.1.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)簡(jiǎn)介35
• 3.1.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)35-37
• 3.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的運(yùn)算算子和結(jié)構(gòu)元素37-44
• 3.2.1 二值形態(tài)學(xué)基本算子37-39
• 3.2.2 灰度形態(tài)學(xué)基本算子39-42
• 3.2.3 廣義形態(tài)算子42-43
• 3.2.4 結(jié)構(gòu)元素43-44
• 3.3 形態(tài)濾波器44
• 3.4 形態(tài)濾波器的設(shè)計(jì)44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 流形學(xué)習(xí)在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用47-65
• 4.1 流形學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)介47-54
• 4.1.1 流形學(xué)習(xí)的基本理論47-48
• 4.1.2 流形學(xué)習(xí)的分類48-50
• 4.1.3 常見的流形學(xué)習(xí)方法50-53
• 4.1.4 流形學(xué)習(xí)應(yīng)用于故障診斷的主要問題53-54
• 4.2 原始特征生成54-57
• 4.3 傳統(tǒng)降維方法57-60
• 4.3.1 主成分分析法(PCA)58-59
• 4.3.2 傳統(tǒng)降維方法與流形學(xué)習(xí)方法的說明與比較59-60
• 4.4 局部切空間排列算法(LTSA)簡(jiǎn)介60-64
• 4.4.1 局部鄰域構(gòu)造60
• 4.4.2 局部坐標(biāo)線性擬合60
• 4.4.3 局部坐標(biāo)全局排列60-61
• 4.4.4 特征空間構(gòu)建61-62
• 4.4.5 局部切空間排列算法分析62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 滾動(dòng)軸承微弱故障實(shí)驗(yàn)及故障分類識(shí)別65-73
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介65-66
• 5.2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的故障分類識(shí)別66-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周俊麗;周久華;;滾動(dòng)軸承故障機(jī)理與診斷策略[J];四川兵工學(xué)報(bào);2012年04期

2 焦李成,保錚;子波理論與應(yīng)用:進(jìn)展與展望[J];電子學(xué)報(bào);1993年07期

3 姚桂艷,孫麗媛,程秀芳,薛全會(huì);機(jī)械故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];河北理工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

4 賈艷秋;張兵;陳雪梅;;滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理及診斷[J];化工裝備技術(shù);2011年04期

5 羅邦R

本文編號(hào)：261234