滾動(dòng)軸承故障特征增強(qiáng)與檢測方法研究.pdf

1、為提取微弱故障信號(hào)特征以及實(shí)現(xiàn)故障特征的直接檢測，以滾動(dòng)軸承為研究對(duì)象，開展了故障特征增強(qiáng)與檢測方法研究，提出了基于峰值特征和稀疏表示的軸承故障特征增強(qiáng)方法及基于少量數(shù)據(jù)的軸承故障直接檢測方法;提出了基于峰值保持算法的降采樣及信號(hào)增強(qiáng)方法，并用于低轉(zhuǎn)數(shù)工況下軸承的故障診斷;同時(shí)將譜峭度理論應(yīng)用于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低速主軸信號(hào)特征提取。采用理論分析、仿真模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段，驗(yàn)證了方法的有效性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了基于峰

2、值特征的信號(hào)變換方法，該方法以峰值為特征點(diǎn)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分段重組變換，增強(qiáng)了軸承振動(dòng)信號(hào)在變換域稀疏度，并結(jié)合小波基、離散余弦基，提出了軸承稀疏表示方法，并采用軸承振動(dòng)信號(hào)加以驗(yàn)證;以此為基礎(chǔ)，建立了基于峰值特征和稀疏表示的軸承故障特征增強(qiáng)方法。通過與小波方法、離散余弦變換方法對(duì)比，以故障特征頻率幅值為衡量指標(biāo)，驗(yàn)證了增強(qiáng)方法的有效性。⑵應(yīng)用壓縮感知框架，提出了基于少量數(shù)據(jù)的軸承故障直接檢測方法。該方法提出以故障特征諧波為檢測對(duì)象，采用高

3、斯隨機(jī)矩陣作為壓縮感知采樣矩陣，獲取欠采樣壓縮數(shù)據(jù)。應(yīng)用壓縮采樣匹配追蹤算法，以稀疏度為檢測條件，對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行不完全重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低采樣率下軸承故障直接檢測。以正弦混合信號(hào)、故障仿真信號(hào)、實(shí)驗(yàn)軸承振動(dòng)信號(hào)作為輸入信號(hào)，驗(yàn)證了算法的有效性;同時(shí)本文也分析了不同采樣率下對(duì)檢測成功率的影響。⑶開展了低速軸承故障診斷方法研究，首先為解決低速軸承故障特征難以提取，分析數(shù)據(jù)量較大的問題，將峰值保持算法應(yīng)用到低速軸承信號(hào)處理，并與等間隔算法相對(duì)比，結(jié)果