非局部均值濾波算法及其在滾動軸承故障診斷中的應(yīng)用研究.pdf

1、滾動軸承在旋轉(zhuǎn)機械中應(yīng)用非常廣泛，但由于工況條件復(fù)雜惡劣，導(dǎo)致其故障頻發(fā)。當滾動軸承發(fā)生故障后，輕則造成設(shè)備停機，重則可能造成嚴重或是災(zāi)難性的事故。滾動軸承運行狀況的好壞直接影響到整個機械的性能，對滾動軸承故障診斷技術(shù)的研究具有重要意義。
　　處理和分析振動信號以進行故障診斷的基礎(chǔ)便是對振動信號的降噪，降噪的好壞直接影響到故障診斷的結(jié)果。本文主要對非局部均值濾波算法進行研究和改進，同時結(jié)合一些常用的時頻轉(zhuǎn)換方法，提出了一些軸承故障

2、診斷新方法。
　　本文首先介紹了滾動軸承的振動機理進行了分析，對內(nèi)圈和外圈故障進行了模擬，分析其故障振動信號的特征。針對故障軸承振動信號冗余信息豐富和相似結(jié)構(gòu)快數(shù)量明顯的特點，提出了一種全新的基于結(jié)構(gòu)塊處理的降噪方法，即一維非局部均值降噪算法。通過對算法的改進，減少了一層嵌套循環(huán)實現(xiàn)其快速計算。同時針對實測數(shù)據(jù)噪聲方差未知的情況，提出了一種與非局部均值結(jié)構(gòu)塊思想相吻合的結(jié)構(gòu)塊噪聲方差估計方法。
　　本文結(jié)合常見的解調(diào)分析方法

3、，提出了一種基于非局部均值降噪算法和解調(diào)分析的軸承故障診斷方法。通過對非局部均值降噪的濾波信號進行解調(diào)分析獲得其低頻特征波形，結(jié)合譜分析獲得其頻率信息，實現(xiàn)軸承故障的準確診斷。
　　針對具有復(fù)雜調(diào)制規(guī)律的故障信號難以精確解調(diào)的問題，提出了一種基于非局部均值降噪算法和局域均值分解的故障診斷方法。該方法能夠?qū)⒎蔷植烤禐V波信號自適應(yīng)的分解為單一的純調(diào)頻信號，結(jié)合能量算子解調(diào)分析方法，精準地獲得故障特征頻率信息。
　　本文對非局部