數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在振動信號處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、振動信號中蘊含著設(shè)備故障特征和狀態(tài)變化的豐富信息，是機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要信息來源，對振動信號進行分析是實現(xiàn)機械設(shè)備監(jiān)測和故障診斷的重要手段。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)為振動信號處理提供了一種基于時域的非線性的分析方法，與傳統(tǒng)的信號分析方法相比，形態(tài)學(xué)方法效果更佳，運算速度更快，更適于實時監(jiān)測與故障診斷。本文結(jié)合機械故障振動信號的特點，給出了數(shù)學(xué)形態(tài)濾波器特性的定量描述，揭示形態(tài)學(xué)濾波器的工作原理，歸納總結(jié)了形態(tài)濾波器在振動信號處理中應(yīng)用的統(tǒng)

2、一準則，并且針對數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在振動信號處理中的現(xiàn)狀，對形態(tài)學(xué)方法在振動信號特征提取方面的應(yīng)用作了分析。論文主要創(chuàng)新點包括：
　　 (1)研究了數(shù)學(xué)形態(tài)濾波器的頻率響應(yīng)特性，給出了不同結(jié)構(gòu)元素寬度對應(yīng)的歸一化截止頻率表以及函數(shù)關(guān)系式。通過研究結(jié)構(gòu)元素寬度、采樣頻率、分析點數(shù)與濾波特性間的定量關(guān)系，給出了數(shù)學(xué)形態(tài)濾波器特性的定量描述，揭示了形態(tài)學(xué)濾波器的工作原理，歸納總結(jié)了形態(tài)濾波器在振動信號處理中應(yīng)用的統(tǒng)一準則。研究表明：在采樣頻率

3、確定時，結(jié)構(gòu)元素寬度越大，截止頻率越低，截止頻率的變化量隨著結(jié)構(gòu)元素寬度的等差增長而非線性變小。當(dāng)結(jié)構(gòu)元素寬度確定時，采樣頻率越大，截止頻率越高，采樣頻率與截止頻率成正比例變化。與頻響近似的ⅡR濾波器的仿真對比表明，形態(tài)學(xué)組合濾波器具有更好的濾波效果，且具有保相的突出優(yōu)點。
　　 (2)歸納總結(jié)了應(yīng)用于故障信號特征提取的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法，在分析目前的三種特征提取方法實現(xiàn)原理及頻響特性的基礎(chǔ)上，通過仿真分析，揭示了這些方法存在的優(yōu)缺