機械故障非穩(wěn)態(tài)信號分析方法的研究.pdf

1、本文沿著從傅里葉變換、短時傅里葉變換、小波變換到小波包變換的分析方法，從純頻域的分析到復雜多頻帶分解分析，從固定分辨率分析到可變分辨率分析的思路，研究了機械故障非平穩(wěn)信號處理中的分析方法。以氣缸故障信號和旋轉機械碰摩故障信號為研究對象，進行了分析，涉及到以下幾方面： ⑴在比較傳統(tǒng)傅里葉變換分析穩(wěn)態(tài)、非平穩(wěn)信號的基礎上，采用具有二維時頻固定分辨率分析的短時傅里葉變換(STFT)，選擇合適的窗口函數(shù)，準確地檢測和識別出故障。

2、 ⑵針對固定分辨率分析的缺陷，利用具有可變分辨率分析的小波分析方法，采用一階高斯(gauss)連續(xù)小波，由精到粗有效地判斷出故障的發(fā)生時刻及故障的嚴重程度，具有較強的使用價值。 ⑶采用數(shù)字信號處理的方法實現(xiàn)了小波Mallat算法的分解與重構，并通過穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)信號驗證了算法。在小波多分辨率分析中，對各分頻帶信號的分析，采用結合傅里葉分析的方法，使得整個分析更加有效。 ⑷針對選擇小波基函數(shù)的關鍵點：消失矩和支集長度，進行了

3、研究。首次采用信號處理領域的最大平坦濾波器理論，研究了消失矩階次對小波分解重構濾波器滾降特性、通帶平坦度、阻帶衰減等特性的影響。第一次從信號譜分析的角度，定性研究了小波消失矩與正則性、支集的關系，并進行了仿真分析。對于影響小波變換結果的小波類型、信號采樣率也進行了研究。在研究的基礎上，就工程應用中小波基函數(shù)的選擇，提出了指導性的建議，為具體工程實踐提供選擇的依據(jù)。 ⑸針對具體應用中，如何選取小波基函數(shù)、分析的層數(shù)、消噪規(guī)則等，提