基于小波與感應電機電流的齒輪轉動系統(tǒng)夏障診斷.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會工業(yè)的不斷發(fā)展，設備日趨大型化、集成化、高速化、自動化和智能化。為能夠實時監(jiān)控一些關鍵設備的運行狀況，保證其的正常運行，機械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷得到了不斷的發(fā)展。其基本任務是監(jiān)視機械設備的運行狀態(tài)，診斷和判斷機械設備的故障并提供有效的排故措施，指導設備管理和維修。
　　 齒輪傳動失效形式相對比較復雜，故障形式也多種多樣，且被廣泛應用于車輛、機床、航空、航海等領域中，因此對齒輪傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時檢測具有重要的

2、實際意義和重要價值。在齒輪故障監(jiān)測與診斷中，齒輪振動信號包含了豐富的故障信息，因而振動測試是采集故障信號的基本手段。但在實際應用中，由于傳感器安裝難度較大等不便因素，想獲得很好的振動信號并不容易。近些年來，由于電動機無速度傳感器技術的發(fā)展，利用電動機電流對齒輪傳動系統(tǒng)進行監(jiān)控和故障診斷成為了一個新興的熱點?？梢院苋菀椎墨@得電機相電流值，且傳感器安裝十分方便。感應電動機電流信號可以很好的反映系統(tǒng)外負載的動態(tài)特性，通過不同的電流值我們可以預

3、測外負載的動態(tài)特性，這為系統(tǒng)的故障診斷提供了可靠依據(jù)。本文中，通過在任意坐標系(d，q)下，建立感應電機驅動齒輪傳動系統(tǒng)的聯(lián)合加載小信號模型，并給出了系統(tǒng)遞函數(shù)的表達式，在理論上說明了，電動機的電流電壓信號可以反映系統(tǒng)的動態(tài)特性，從而為利用電動機電流信號進行故障診斷奠定了基礎。由于齒輪的多種失效形式，因此齒輪的振動信號表現(xiàn)非常復雜，例如齒輪斷齒、齒根裂紋等，對振動信號的影響都隨著時間而改變，表現(xiàn)為非平穩(wěn)性特征，傳統(tǒng)的傅立葉頻譜分析已經(jīng)不

4、能滿足要求，對故障信號分析的要求是對其進行高效的時頻分析，為此本文將采用靈活的小波分析技術。
　　 在應用小波技術前，需要克服小波分解中產(chǎn)生的增頻和邊界效應。對于增頻現(xiàn)象，采用細節(jié)信號求和的方法來解決分解增頻；對于邊界效應問題，采用分段對稱延拓的方法。通過仿真結果證明了這兩種方法的可行性，這為我們應用小波分解處理非平穩(wěn)信號提供了有力的支持。
　　 最后，先在感應電機驅動齒輪傳動系統(tǒng)的聯(lián)合加載小信號模型的基礎上，利用VC+