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

1、湖南大學博士學位論文多尺度線調(diào)頻基稀疏信號分解及其在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用姓名：彭富強申請學位級別：博士專業(yè)：機械工程指導教師：于德介20100601博士學位論文III(4)針對廣義解調(diào)方法中對頻率相互不平行的多分量信號相位函數(shù)提取困難的問題，研究利用基于多尺度線調(diào)頻基的稀疏信號分解方法提取多分量非平穩(wěn)信號的相位函數(shù)，有效解決了廣義解調(diào)方法中相位函數(shù)提取問題。對軸承故障的仿真和實驗信號分析表明，利用該方法提取的相位函數(shù)對信號進行廣義解調(diào)

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

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

4、動信號和其他非階比噪聲信號對階比譜的影響，較好的解決了階比信號相互干擾的問題，提高了階比譜的調(diào)制識別效果，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)頻基稀疏信號分解方法融合了稀疏信號分解對基函數(shù)選擇的靈活性、信號表達的簡潔性以及線調(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。仿真分析與應(yīng)用實例表明，本文在多尺度線調(diào)頻基稀疏信號分解基礎(chǔ)上