基于粒子濾波的齒輪箱故障診斷研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“基于粒子群優(yōu)化和濾波技術(shù)的復(fù)雜傳動(dòng)裝置早期故障診斷研究”（項(xiàng)目編號(hào)：50875247）。
　　齒輪箱作為機(jī)械設(shè)備中最常用的傳動(dòng)裝置，通常處于長期負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，由于制造、裝配中存在的誤差，以及疲勞、老化等效應(yīng)的存在，齒輪箱在工作中總會(huì)發(fā)生故障，而它工作的狀態(tài)又直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，因此對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷有重大的意義。
　　粒子濾波是一種基于模型的解決非高斯非線性隨機(jī)系統(tǒng)估計(jì)問題的有

2、效方法。將粒子濾波應(yīng)用到齒輪箱故障診斷中能解決齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的非高斯非線性問題。利用粒子濾波進(jìn)行故障診斷需要知道系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型。文章通過建立齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的ARMA模型，用ARMA模型的參數(shù)來作為齒輪箱的狀態(tài)空間模型參數(shù)。在建立ARMA模型中采用FPE準(zhǔn)則對(duì)模型定階，然后利用最小二乘法對(duì)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)計(jì)算。仿真驗(yàn)證了粒子濾波狀態(tài)估計(jì)算法在信號(hào)降噪中的應(yīng)用，用其對(duì)實(shí)驗(yàn)室采集的齒輪箱正常工況和故障工況的振動(dòng)加速度信號(hào)進(jìn)行降噪處理，比較分析