非平穩(wěn)旋轉機械故障診斷中的時—頻階比分析研究.pdf

1、旋轉機械故障診斷的一個重要內容是對間歇性非平穩(wěn)故障的檢測與分析。階比分析是一種針對旋轉機械非平穩(wěn)振動信號的變頻采樣分析技術，分為硬件階比分析與時-頻階比分析。時-頻階比分析無需特定復雜的硬件設備，克服了傳統(tǒng)階比分析價格昂貴和安裝不便的問題。但是硬件的缺失與軟件算法對時-頻階比分析產生了一定限制，使得其分析精度與速度目前與傳統(tǒng)硬件階比分析仍然存在較大的差距。
　　本文在對旋轉機械典型故障特征、振動信號的測量、非平穩(wěn)信號的時頻分析和傳

2、統(tǒng)階比分析方法進行詳細介紹的基礎上，對新興的非平穩(wěn)旋轉機械故障診斷方法時-頻階比分析的實現(xiàn)過程及其軟件算法精度的提高進行研究。針對其中的關鍵問題如瞬時頻率估計、峰值搜索、轉速曲線擬合及奇異點平滑處理等進行改進。另外，將改進后的時-頻階比分析與Gabor展開算法相結合，實現(xiàn)了復雜機械振動信號中特定階比分量的提取及其時域波的形近似重構。
　　改進瞬時頻率估計方法，將現(xiàn)代時頻分析方法Wigner-Ville分布與短時傅里葉變換進行對比分

3、析，研究利用Wigner-Ville提高時-頻階比分析的瞬時頻率估計精度。針對多分量振動信號Wigner-Ville分析過程中產生的交叉干擾項，采用同時在時間軸和頻率軸加窗的方式進行平滑處理，減小干擾項“偽峰值”對瞬時頻率估計的干擾。
　　采用一種改進的三次樣條多項式擬合法對轉速曲線進行擬合，同時采用一階差分法對擬合過程中出現(xiàn)的奇異點進行平滑處理，提高轉速曲線擬合精度，改善非平穩(wěn)信號的頻譜分析中存在的“頻譜模糊”現(xiàn)象，提高了階比譜