基于分形的往復機械振動信號分析技術.pdf

1、往復機械廣泛應用于各工業(yè)領域，對其狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術的研究是目前國內(nèi)外故障診斷領域的研究熱點之一。由于往復機械結構的復雜性，以及部件運動形式的多樣性，實際生產(chǎn)急需性能可靠、確診率高的診斷系統(tǒng)，國外的技術也不能適應國內(nèi)企業(yè)的發(fā)展需要。 由于分形學是一門新興的學科，將分形理論應用于機械故障診斷領域，是近年來學術界發(fā)展的新動向。針對往復機械故障診斷存在的難題，并結合分形理論的特點，本文運用分形理論對非線性問題的處理方法，以往復式壓

2、縮機為例，對其振動信號進行分析和研究。 首先，我們對分形理論中提取分維數(shù)的技術，幾何分維與自然分維等與故障診斷相關的問題進行了較為深入了研究，并以計算關聯(lián)維數(shù)的延時嵌入法為主，結合另外兩種典型的分維數(shù)計算理論，通過程序參量分析，信號降噪，曲線擬合等一系列數(shù)學方法計算出不同工況的關聯(lián)維數(shù)值。并以此作為故障診斷的依據(jù)。 其次，針對往復式壓縮機的振動信號的非平穩(wěn)特性進行分析，并結合延時嵌入法的要求，引入了基于瑪拉特分解和重構的

3、小波去噪方法，并利用已知信號對去噪效果進行分析，得到較好的結論，保證能夠準確提取分維數(shù)。 接著，結合幾種典型的混沌及分叉映射，利用延時嵌入法編制的程序?qū)σ阎盘栠M行了仿真研究，并討論了參數(shù)對關聯(lián)維數(shù)的影響，提出了影響關聯(lián)維數(shù)的幾個重要參量的確定方法和取值范圍，有效簡化了程序，提高了計算效率。 最后，針對不同故障工況，根據(jù)故障狀態(tài)下的振動波形比正常狀態(tài)下更為復雜、更不規(guī)則的特點，分別計算了各個測點的關聯(lián)維數(shù)，譜維數(shù)及盒維數(shù)