多尺度線調(diào)頻基稀疏信號(hào)分解及其在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用.pdf

1、湖南大學(xué)博士學(xué)位論文多尺度線調(diào)頻基稀疏信號(hào)分解及其在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用姓名：彭富強(qiáng)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程指導(dǎo)教師：于德介20100601博士學(xué)位論文III(4)針對(duì)廣義解調(diào)方法中對(duì)頻率相互不平行的多分量信號(hào)相位函數(shù)提取困難的問(wèn)題，研究利用基于多尺度線調(diào)頻基的稀疏信號(hào)分解方法提取多分量非平穩(wěn)信號(hào)的相位函數(shù)，有效解決了廣義解調(diào)方法中相位函數(shù)提取問(wèn)題。對(duì)軸承故障的仿真和實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析表明，利用該方法提取的相位函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行廣義解調(diào)

2、，可以將多分量非平穩(wěn)信號(hào)轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)信號(hào)，適用于非平穩(wěn)信號(hào)的處理和變轉(zhuǎn)速齒輪箱與軸承的故障診斷。(5)為了將多個(gè)調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)線性疊加的非平穩(wěn)信號(hào)分解為單個(gè)調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)，在利用基于多尺度線調(diào)頻基的稀疏信號(hào)分解方法分別提取各調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)載波頻率的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)經(jīng)典濾波器的擴(kuò)展，研究提出濾波中心和濾波帶寬可以自適應(yīng)變化的時(shí)變?yōu)V波器設(shè)計(jì)方法。利用該時(shí)變?yōu)V波器可從頻率成分復(fù)雜的齒輪箱振動(dòng)信號(hào)中分別提取單個(gè)齒輪嚙合頻率調(diào)制信號(hào)，解決了轉(zhuǎn)速變化下的多級(jí)

3、傳動(dòng)齒輪箱存在多個(gè)嚙合頻率調(diào)制信號(hào)以及無(wú)關(guān)頻率成分與嚙合頻率波動(dòng)范圍重疊狀態(tài)下的齒輪故障診斷難題。(6)針對(duì)多輸入多輸出齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)和多齒輪箱系統(tǒng)(即一個(gè)基座安裝多個(gè)齒輪箱，振動(dòng)信號(hào)互相影響的系統(tǒng))的振動(dòng)信號(hào)中各嚙合頻率階次相互干擾，從而導(dǎo)致故障診斷困難的問(wèn)題，研究提出用基于多尺度線調(diào)頻基稀疏信號(hào)分解的自適應(yīng)時(shí)變?yōu)V波器逐個(gè)提取振動(dòng)信號(hào)中的嚙合頻率調(diào)制分量，再對(duì)提取的嚙合頻率調(diào)制分量進(jìn)行階比分析的方法，有效抑制了其他無(wú)關(guān)聯(lián)軸上齒輪嚙合振

4、動(dòng)信號(hào)和其他非階比噪聲信號(hào)對(duì)階比譜的影響，較好的解決了階比信號(hào)相互干擾的問(wèn)題，提高了階比譜的調(diào)制識(shí)別效果，為多輸入多輸出齒輪箱系統(tǒng)和多齒輪箱系統(tǒng)的故障診斷提供了一條有效途徑。本文研究提出的多尺度線調(diào)頻基稀疏信號(hào)分解方法融合了稀疏信號(hào)分解對(duì)基函數(shù)選擇的靈活性、信號(hào)表達(dá)的簡(jiǎn)潔性以及線調(diào)頻小波路徑追蹤算法匹配的自適應(yīng)性和柔性，能有效的分解頻率變化呈線性或曲線變化的多分量非平穩(wěn)信號(hào)。仿真分析與應(yīng)用實(shí)例表明，本文在多尺度線調(diào)頻基稀疏信號(hào)分解基礎(chǔ)上