非局部均值濾波算法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)機(jī)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(dāng)滾動(dòng)軸承發(fā)生故障后，輕則造成設(shè)備停機(jī)，重則可能造成嚴(yán)重或是災(zāi)難性的事故。滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀況的好壞直接影響到整個(gè)機(jī)械的性能，對(duì)滾動(dòng)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(dòng)信號(hào)以進(jìn)行故障診斷的基礎(chǔ)便是對(duì)振動(dòng)信號(hào)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(duì)非局部均值濾波算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，同時(shí)結(jié)合一些常用的時(shí)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(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了分析，對(duì)內(nèi)圈和外圈故障進(jìn)行了模擬，分析其故障振動(dòng)信號(hào)的特征。針對(duì)故障軸承振動(dòng)信號(hào)冗余信息豐富和相似結(jié)構(gòu)快數(shù)量明顯的特點(diǎn)，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(duì)算法的改進(jìn)，減少了一層嵌套循環(huán)實(shí)現(xiàn)其快速計(jì)算。同時(shí)針對(duì)實(shí)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(jì)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(duì)非局部均值降噪的濾波信號(hào)進(jìn)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(shí)現(xiàn)軸承故障的準(zhǔn)確診斷。
　　針對(duì)具有復(fù)雜調(diào)制規(guī)律的故障信號(hào)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(hào)自適應(yīng)的分解為單一的純調(diào)頻信號(hào)，結(jié)合能量算子解調(diào)分析方法，精準(zhǔn)地獲得故障特征頻率信息。
　　本文對(duì)非局部