發(fā)布時間：2021-03-21 20:51

　　當機械設備發(fā)生故障時一般都伴隨著振動的變化,并且通過振動和振動產生的噪聲表現(xiàn)出來。通過對這些振動信號進行監(jiān)測分析可以提前預示和定位故障、了解故障原因及惡化程度并及時避免故障的發(fā)生。隨著機械設備朝智能化、精密化、高速化方向不斷發(fā)展,機械振動信號的頻譜也越來越寬,以傳統(tǒng)香農-奈奎斯特采樣理論對其進行采樣將帶來海量數(shù)據的傳輸、存儲和計算等一系列問題。調制寬帶轉換器（modulated wideband converter,MWC）是一種高效的模擬-信息轉換方案,突破了奈奎斯特采樣速率的限制,可以實現(xiàn)對信號的低速采樣和精確重構,同時還具有適用信號類型范圍廣、計算量小、易于實現(xiàn)、硬件成本低等優(yōu)點。本文對MWC采樣系統(tǒng)應用于機械振動信號的數(shù)據采樣進行了研究,主要研究內容包括:（1）介紹了壓縮感知的基本理論,對比了經典模擬-信息轉換（analog-toinformation,AIC）設計方案的優(yōu)缺點,分析了MWC的工作原理。對單通道MWC采樣結構的設計思路、采樣結構和工作原理進行了描述。建立信號數(shù)學模型并進行仿真實驗,探究了信號子帶個數(shù)、子帶帶寬、信噪比等因素對MWC信號重構的影響,對比了單通道MW... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及研究意義
    1.2 本課題的國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模擬-信息轉換技術的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 調制寬帶轉換器研究現(xiàn)狀
        1.2.3 機械振動信號檢測研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內容及結構安排
第2章 MWC工作原理分析
    2.1 MWC采樣系統(tǒng)
        2.1.1 稀疏多頻帶信號模型
        2.1.2 MWC采樣結構
        2.1.3 MWC工作原理分析
        2.1.4 MWC采樣參數(shù)的選取
    2.2 單通道MWC采樣系統(tǒng)的設計
        2.2.1 單通道MWC采樣系統(tǒng)的設計思路
        2.2.2 單通道MWC采樣結構
        2.2.3 單通道MWC頻域分析
    2.3 本章總結
第3章 MWC重構算法的分析
    3.1 觀測向量模型
        3.1.1 單測量向量模型
        3.1.2 多測量向量模型
        3.1.3 無限測量向量模型
    3.2 CTF方法
    3.3 仿真實驗及影響因素分析
        3.3.1 信噪比的影響
        3.3.2 子帶個數(shù)的影響
        3.3.3 子帶帶寬的影響
    3.4 單通道MWC信號重構實驗仿真
    3.5 本章總結
第4章 低信噪比下MWC信號重構方法研究
    4.1 研究背景
    4.2 ICA方法
        4.2.1 ICA去噪原理
        4.2.2 基于ICA的MWC低信噪比信號重構
    4.3 仿真試驗及結果分析
        4.3.1 不同信噪比取值的仿真情況
        4.3.2 成功重構信號所需采樣通道數(shù)和采樣速率對比
        4.3.3 重構效果對比
    4.4 本章總結
第5章 基于MWC的機械振動信號檢測
    5.1 基于MWC的機械振動信號檢測的構造思想及具體步驟
    5.2 滾動軸承振動信號分析
        5.2.1 軸承振動信號的時域圖與頻域圖
        5.2.2 軸承振動信號頻譜的不同劃分方式
    5.3 信號仿真實驗
        5.3.1 基于MWC的軸承振動信號檢測方法
        5.3.2 MWC采樣通道數(shù)對信號重構的影響
        5.3.3 信號頻譜劃分方式對信號重構的影響
    5.4 本章總結
結論與展望
    本文工作總結
    展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所撰寫及錄用的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于獨立成分分析的全波核磁共振信號噪聲濾除方法研究[J]. 田寶鳳,周媛媛,王悅,李振宇,易曉峰.  物理學報. 2015(22)
[2]用于調制寬帶轉換器壓縮頻譜感知的重構失敗判定方法[J]. 鄭仕鏈,楊小牛.  電子與信息學報. 2015(01)
[3]模擬-信息轉換器研究進展[J]. 張弓,文方青,陶宇,劉蘇,賁德.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2015(02)
[4]一種面向信息帶寬的頻譜感知方法研究[J]. 張京超,付寧,喬立巖,彭喜元.  物理學報. 2014(03)
[5]基于Sub-Nyquist采樣的單通道頻譜感知技術[J]. 楊鵬,樊昀,黃知濤,柳征,姜文利.  國防科技大學學報. 2013(04)
[6]基于SVD與MUSIC的亞奈奎斯特采樣重構算法[J]. 蓋建新,付平,付寧,劉冰.  儀器儀表學報. 2012(09)
[7]用于寬帶頻譜感知的全盲亞奈奎斯特采樣方法[J]. 蓋建新,付平,喬家慶,孟升衛(wèi).  電子與信息學報. 2012(02)
[8]壓縮感知基本理論:回顧與展望[J]. 邵文澤,韋志輝.  中國圖象圖形學報. 2012(01)
[9]機械振動信號描述與分析方法[J]. 張志森,符興昌,趙全軍.  四川文理學院學報. 2011(05)
[10]壓縮感知理論及其研究進展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君.  電子學報. 2009(05)

博士論文
[1]稀疏多頻帶信號壓縮采樣方法研究[D]. 張京超.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]基于MWC的稀疏寬帶信號亞奈奎斯特采樣技術研究[D]. 蓋建新.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]滾動軸承振動信號處理及特征提取方法研究[D]. 蘇文勝.大連理工大學 2010
[4]機械故障監(jiān)測診斷的若干新方法及其應用研究[D]. 王衍學.西安交通大學 2009
[5]基于Hilbert-Huang變換的旋轉機械故障診斷方法研究[D]. 程軍圣.湖南大學 2005

碩士論文
[1]基于MWC的模擬信息轉換技術研究[D]. 姚婷婷.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]基于隨機解調的模擬信息轉換技術研究[D]. 宋平凡.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]基于小波變換和獨立分量分析的去噪方法研究[D]. 程嬌.復旦大學 2010



本文編號：3093524