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简论向量基于EMD分解小波脊线法在故障诊断中运用学年

收藏本文 2024-02-06 点赞:13069 浏览:50097 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着社会生产的进展,要求设备生产效率不断提升。这就对液压系统以及轴承元件的性能提出了更高的要求。由此液压泵与轴承元件的实时故障诊断就更加重要。轴向柱塞泵与滚动轴承故障信号是一种典型的非平稳、非线性信号,这就需要一种适合处理非平稳、非线性信号的策略准确地提取故障特点。EMD分解与小波脊线在处理这类信号中具有其独特的优势。经验模态分解(EMD)可以把原始信号分解为一系列固有模态函数(IMF)之和。各个IMF分量起到了对数据特点放大的效果,对各个IMF分量进行探讨能够更清楚的发现故障特点。小波脊线基于小波变换论述,是由在时间—频率面上满足每个时刻点小波系数的模极大值点所形成的集合。这些点往往更能清楚地表征故障的特点信息。由此把经验模态分解与小波脊线结合起来对故障信号的浅析能够更清楚地浅析故障信息。为了验证该策略的有效性和优越性,本论文对斜盘式轴向柱塞泵采集的振动信号与美国Case Western Reserve University轴承故障模拟试验台采集的轴承故障振动信号进行了浅析探讨。通过边际谱比较提取故障信号EMD分解后的敏感IMF分量进行小波脊线包络解调浅析,准确地提取了液压泵以及滚动轴承各种状态时的敏感频率。并通过敏感IMF分量小波脊线解调后的时频谱与Hilbert变换解调时频谱进行了比较,证明了该策略较Hilbert变换解调具有更高的时频定位精度。本论文提出了一种基于EMD分解的小波脊线解调信号能量特点向量提取策略,通过EMD分解后敏感IMF分量进行小波脊线解调得到包络信号,对降低采样频率后的包络信号再次进行EMD分解,利用再次分解后的IMF分量信号能量有效地提取了故障特点向量。利用K均值聚类策略对液压泵与轴承的各种状态进行了故障方式识别,通过与Hilbert变换解调提取的特点向量比较证明了该策略具有一定的优势。关键词:故障诊断论文EMD论文小波脊线论文边际谱论文特点向量论文功率谱论文K均值聚类论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 绪论10-19

    1.1 课题背景10-11

    1.2 液压系统故障诊断技术的探讨近况和进展走势11-14

    1.2.1 液压系统故障诊断技术的探讨近况11-13

    1.2.2 液压系统故障诊断技术的进展方向13-14

    1.3 EMD 分解与小波脊线在故障诊断中的运用14-16

    1.3.1 EMD 分解在故障诊断中的探讨14-15

    1.3.2 小波脊线法在故障诊断中的探讨15-16

    1.4 K 均值聚类浅析在故障诊断中的运用16-17

    1.5 本论文探讨的作用和主要内容17-19

    1.5.1 本论文探讨的作用17-18

    1.5.2 本论文探讨主要内容18-19

    第2章 基于 EMD 分解的小波脊线解调论述19-29

    2.1 Hilbert 变换解调19

    2.2 固有模态函数19-21

    2.3 EMD 分解21-22

    2.4 Hilbert 谱与 Hilbert 边际谱22

    2.5 小波脊线论述22-25

    2.5.1 小波脊线22-23

    2.5.2 渐进信号的剖析小波变换23-24

    2.5.3 小波脊线与小波曲线24

    2.5.4 基于小波脊线的信号瞬时特点提取24-25

    2.6 小波脊线解调与 Hilbert 变换解调对仿真信号的探讨25-28

    2.7 本章小结28-29

    第3章 基于 EMD 分解的小波脊线法对液压泵振动信号浅析29-46

    3.1 基于 EMD 分解的小波脊线解调29

    3.2 液压泵状态信号的采集29-31

    3.3 柱塞泵滑靴磨损故障振动信号浅析31-37

    3.4 柱塞泵松靴故障振动信号浅析37-41

    3.5 柱塞泵中心弹簧失效故障振动信号浅析41-45

    3.6 本章小结45-46

    第4章 基于 EMD 分解的小波脊线法对轴承振动信号浅析46-61

    4.1 轴承故障探讨作用46

    4.2 轴承振动信号的采集46-48

    4.3 轴承外圈故障振动信号浅析48-52

    4.4 轴承内圈故障振动信号浅析52-55

    4.5 轴承滚动体故障振动信号浅析55-59

    4.6 本章小结59-61

    第5章 故障特点向量提取及方式识别61-76

    5.1 故障特点向量提取61-70

    5.1.1 EMD 分解与小波脊线解调相结合的故障特点向量提取61-62

    5.1.2 液压泵振动信号的特点提取62-66

    5.1.3 轴承振动信号的特点提取66-70

    5.2 方式识别70-75

    5.2.1 K 均值聚类70-71

    5.2.2 基于 K 均值聚类的轴向柱塞泵振动信号的故障识别71-73

    5.2.3 基于 K 均值聚类轴承振动信号的故障识别73-75

    5.3 本章小结75-76

    结论76-78

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