基于隨機(jī)共振和混沌理論的行星齒輪箱微弱信號(hào)檢測(cè)方法研究.pdf

1、現(xiàn)如今工業(yè)的快速發(fā)展使得機(jī)械設(shè)備的功能越來(lái)越強(qiáng)大,同時(shí)其結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。對(duì)于這些機(jī)械設(shè)備的故障診斷方法也得到學(xué)者們的廣泛重視,研究了許多技術(shù)手段以檢測(cè)故障是否存在。特別是機(jī)械設(shè)備中的一種非常重要的變速傳動(dòng)構(gòu)件—齒輪箱,應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行故障診斷以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障從而進(jìn)行修理,避免造成更大的損失。然而,由于齒輪箱的工作環(huán)境較復(fù)雜,周圍的干擾會(huì)影響故障信號(hào)的檢測(cè),如果故障還處于早期,其信號(hào)特征不會(huì)太明顯,表現(xiàn)為淹沒(méi)在強(qiáng)噪聲背景中的微弱特征信號(hào)

2、,從而使故障的診斷工作難以進(jìn)行。
　　本文對(duì)兩種微弱信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行了研究,即隨機(jī)共振和混沌理論。研究了各自檢測(cè)微弱信號(hào)的原理,并針對(duì)隨機(jī)共振的處理效果提出了改進(jìn)方法,比如,加入級(jí)聯(lián)和相關(guān)分析模型,可以有效地改善隨機(jī)共振檢測(cè)結(jié)果。然后,就隨機(jī)共振依賴參數(shù)的缺點(diǎn),提出遺傳算法對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,不僅能確定參數(shù)值,還能提高輸出信噪比。最后介紹了混沌理論,通過(guò)選用適合的混沌模型,構(gòu)造混沌系統(tǒng),利用混沌系統(tǒng)的特殊機(jī)制,從相軌跡圖直接觀測(cè)軌

3、跡變化來(lái)判斷特征信號(hào)是否存在。
　　本文通過(guò)搭建行星齒輪箱試驗(yàn)平臺(tái),為齒輪箱中的行星輪和軸承人工植入故障,再利用加速度傳感器采集行星齒輪箱運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù),并分別對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)共振和混沌算法的處理,實(shí)現(xiàn)了齒輪箱早期的故障診斷。針對(duì)隨機(jī)共振的處理效果,通過(guò)對(duì)比改進(jìn)前后的頻譜圖和輸出信噪比的值,驗(yàn)證了這些改進(jìn)措施的有效性。再者,利用遺傳算法對(duì)兩個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)分別進(jìn)行單元素優(yōu)化和雙元素優(yōu)化,不僅證實(shí)了此優(yōu)化算法對(duì)于隨機(jī)共振的有效性,還得