本文關(guān)鍵詞：基于局域均值分解的航空發(fā)動機中介軸承故障診斷研究

  更多相關(guān)文章： 中介軸承 局域均值分解 流形學(xué)習(xí) 快速獨立分量分析 故障診斷

【摘要】：中介軸承是航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件,工作在高速、高溫、高壓、重載的惡劣工況下。中介軸承早期微弱故障會在極短的時間內(nèi)發(fā)展成不可控制的軸承損毀現(xiàn)象,迫使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)卡死、發(fā)動機停機,造成航空事故發(fā)生,因此研究航空發(fā)動機中介軸承故障診斷具有重大現(xiàn)實意義。航空發(fā)動機中介軸承雙轉(zhuǎn)子試驗臺是研究中介軸承的重要載體,試驗臺與航空發(fā)動機的共同特點是：振動信號傳遞路徑復(fù)雜,加上環(huán)境噪聲和其它干擾成分的存在,使得信號信噪比極低。而且中介軸承故障信號往往表現(xiàn)出非平穩(wěn)、非線性的特征,難以從測試得到的振動信號中提取出故障特征,為此本文開展了以下研究內(nèi)容：1.論述了航空發(fā)動發(fā)動機中介軸承故障診斷發(fā)展?fàn)顩r,闡述了局域均值分解在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用。編制了關(guān)于試驗臺的故障試驗方案,針對中介軸承NU1013進行了大量點蝕、裂紋故障試驗,研制了針對試驗臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2.針對試驗臺振動信號非平穩(wěn)、非線性、低信噪比造成的故障特征提取困難問題,本文提出了結(jié)合局域均值分解和流形學(xué)習(xí)的故障診斷方法。首先對源信號進行局域均值分解得到分量信號,構(gòu)造高維空間數(shù)據(jù)集,然后利用流形學(xué)習(xí)的方法對高維空間數(shù)據(jù)集進行低維流形重構(gòu),舍棄噪聲子分量,保留表征信號本質(zhì)特征的吸引子分量,最后將重構(gòu)信號相加得到降噪信號。通過試驗臺測試信號分析驗證了方法的有效性。3.針對試驗臺有效測試通道個數(shù)小于振源個數(shù)的欠定盲源分離問題,研究了基于局域均值分解的盲源分離方法。首先利用局域均值分解分解源信號,其次利用特征值累計貢獻率確定振源個數(shù)n,然后求取觀測信號與源信號的相關(guān)系數(shù),以前n個最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的分量信號作為最優(yōu)觀測信號,最后將最優(yōu)觀測信號輸入快速獨立分量分析算法,得到最佳信源估計。通過仿真計算和試驗臺測試信號分析驗證了方法的可行性。4.利用LabVIEW、MATLAB,結(jié)合轉(zhuǎn)子、中介軸承故障機理,開發(fā)了航空發(fā)動機中介軸承雙轉(zhuǎn)子試驗臺故障診斷分析系統(tǒng),將常用信號處理算法和上述故障診斷方法集成到系統(tǒng)中。大量的實例信號分析,驗證了系統(tǒng)的實用性。
【關(guān)鍵詞】：中介軸承 局域均值分解 流形學(xué)習(xí) 快速獨立分量分析 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V263.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 航空發(fā)動機中介軸承故障診斷方法概述9-11
• 1.3 滾動軸承振動診斷發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.4 常用振動分析方法概述12-15
• 1.4.1 傳統(tǒng)振動信號分析方法12-14
• 1.4.2 振動信號分解分析方法14-15
• 1.5 局域均值分解方法發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.6 論文主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排16-19
• 2 航空發(fā)動機中介軸承故障試驗研究19-31
• 2.1 中介軸承基本結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 中介軸承振動機理20-23
• 2.3 中介軸承故障制作23-25
• 2.3.1 點蝕故障23-24
• 2.3.2 裂紋故障24-25
• 2.4 中介軸承試驗臺25-30
• 2.4.1 中介軸承試驗臺結(jié)構(gòu)25
• 2.4.2 中介軸承試驗臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)25-28
• 2.4.3 試驗臺故障試驗方案28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 基于局域均值分解和流形學(xué)習(xí)的航空發(fā)動機中介軸承故障診斷31-43
• 3.1 局域均值分解31-37
• 3.2 流形學(xué)習(xí)原理37-38
• 3.2.1 流形學(xué)習(xí)概述37
• 3.2.2 局域切空間排列算法LTSA37-38
• 3.3 基于局域均值分解和流形學(xué)習(xí)的航空發(fā)動機中介軸承故障診斷38-42
• 3.3.1 算法流程38-40
• 3.3.2 算法驗證40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 基于局域均值分解的航空發(fā)動機中介軸承盲源分離43-60
• 4.1 盲源分離原理43-44
• 4.2 FastICA44-47
• 4.2.1 信號白化處理45-46
• 4.2.2 快速獨立分量分析46-47
• 4.3 基于局域均值分解的中介軸承快速獨立分量分析47-59
• 4.3.1 算法流程48-49
• 4.3.2 算法驗證49-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 航空發(fā)動機中介軸承雙轉(zhuǎn)子試驗臺故障診斷系統(tǒng)開發(fā)60-67
• 5.1 開發(fā)軟件介紹60-61
• 5.2 系統(tǒng)開發(fā)方案61
• 5.3 子VI設(shè)計61-66
• 5.3.1 轉(zhuǎn)子診斷模塊設(shè)計62-64
• 5.3.2 軸承特征頻率計算模塊設(shè)計64
• 5.3.3 幅值域、時域頻域分析模塊設(shè)計64-65
• 5.3.4 LMD和LTSA模塊設(shè)計65-66
• 5.3.5 LMD和FastICA模塊設(shè)計66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 武哲;楊紹普;張建超;;基于LMD自適應(yīng)多尺度形態(tài)學(xué)和Teager能量算子方法在軸承故障診斷中的應(yīng)用[J];振動與沖擊;2016年03期

2 張焱;湯寶平;鄧?yán)?顏丙生;;基于局域均值分解的自適應(yīng)濾波滾動軸承故障特征提取[J];振動與沖擊;2015年23期

3 王洪明;郝旺身;韓捷;董辛e，

本文編號：670439