文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
基于小波变换的旋转机械故障诊断
姓名:周春健
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:周洁敏
20040201
摘要关键词:小波分析,故障诊断,非平稳信号,〔基函数的不同导致对信号观测角度和观测方法的不同,这是浠弧⒍时浠缓托〔ū浠坏谋局是稹Mü冉瞎收险锒现谐S玫母髦中〔ɑ数的性能和特点,研究不同的故障信号特征与各种小波基函数的内在联系,指出真正的最优小波变换应该是根据信号特征与其最近似、最匹配的基函数的信号分解。尺度幅图和相图来识别信号奇异性的方法,建立了信号奇异点与幅图和相图的对应通过分析对比信号奇异性检测的各种方法的优点和不足,指出复数小波具备准确识别信号瞬时相位的能力。提出了基于〔ū浠坏氖变关系,在轴承损伤故障诊断中取得了成功的应用。南京航空航天大学硕士学位论文
篧时基于小波分析的旋转机械故障诊断学—.,,琋拜台
邝圭O珊“第一章绪论傅立叶分析设,是系统的输入,要计算输出紫冉ǎ纸獬烧也ā巍皚。。。之和:大约在年,法国著名数学家傅立叶从热力学的角度提出一种新的理论即“热的一种数学工具,十分自然的将许多学科统一起来,很难发现一门自然科学或工程技术不与傅立叶方法发生联系。傅立叶变换一直统治着线性时不变信号处理,最主要的原因是傅立叶基所用的正则该算子完全由其特征值∞袒部化性质,而这种性质恰恰是非平稳信号最根本和最关键的性质。显然,基于为了分析和处理非平稳信号,人们对治鼋辛送乒隳酥粮拘缘母分布情况。尽管傅立叶分析对数学,物理产生了深远的影响,但对于许多应用来说是弥补傅立叶变换的不足起到了一定的作用,但并没有彻底解决这个问题。小波分析正的解析理论”,这种理论以一种全新的观点对当时的分析领域产生了极为重要的影响,使数学,物理等学科产生了很大的变化,并引起众多科学家的广泛关注,后被誉为傅立叶分析方法,但傅立叶提出的这种方法仅仅是一种理论,尚不能具体进行应用。年,美国贝尔实验室的,轿还こ淌ψ酆锨叭说难芯拷峁岢隽擞跋深远的快速傅立叶变换即哟烁盗⒁斗椒ù永砺圩呦蚴导晌4蠹野皇褪弦波撬邢咝允辈槐渌阕拥奶卣飨蛄俊H粑颐怯肔来表示一个线性时不变算子,治鍪褂玫氖且恢秩ň直浠唬蚨荒芡奔婀诵藕旁谑庇蚝推涤虻木变换的传统信号处理方法不再适合于信号处理非平稳信号。因此,寻求合适的非平稳信号处理方法,对识别和提取故障征兆及故障的分析、定位和预报具有深远的意义。命,提出并发展了一系列新的信号分析理论:短时浠弧变换、时频分布植肌猺分布、—分布等质譌变换。这些方法已经被广泛应用于机械设备故障诊断领域。傅立叶分析定义了“频率”的感念,用它可以分析信号能量在各个频率成分的不够的,即传统的傅立叶分析存在一些不足之处。例如,例如,傅立叶变换无法作局部分析等。尽管年岢龅募哟案盗⒁侗浠或称短时傅立叶变换榷是为了克服傅立叶分析的不足而提出来的。蕖蔙,⋯.南京航空航天大学硕士学位论文痳⋯
小波分析.〔ǚ治龇⒄沟睦甆提出了谐波小波,具有锁定相位触能力,且算法可以利用具有时频局部化分析的优良性能,最适合于非平稳信号分析。小波变换是在浠坏幕∩戏⒄蛊鹄吹模皇Ъ胰衔J半个世纪以来调和分析的结晶。年,法国地球物理学家甅状翁岢隽诵波的概念。之后,瓽訫纳焖酢⑵揭菩〔ǜ拍畹目尚行越辛搜芯浚丌刨了小波分析的先河。年,甅创造性构造出二进伸缩、平移小波基函数,数衰减地小波函数。年,,统一了前人所提出地各类正交小波构造方法,发明了塔形快速算法。该算法正交、证交小波基,系统地建立了小波分析理论体系。年到年,,提高了小波变换地频域分辨率,引入仄兰坌〔ɑ∪〉睾没怠实现。年,、重构以及良好的边界处理功能,,既提高了运算效率,又节省了内存容量。经过近年的发展,小波变换已经广泛应用于信号及图像处理,语音分析、数值计算、模式识别、量子物理和故障诊断等领域。重庆大学已成功研制开发出小波变换信号分析仪,填补了国内空白。华中理工大学、东南大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学等单位也在小波的理论分析和工程应用中开展了大量的研究,先后提出了小波包自回归、基因小波、谐波小波时频剖面、小波广义闽值消噪等方法,并成功诊断出设备的多种故障,如旋转机械的油膜涡动、动静碰摩、松动、器针阀磨损故障,齿轮裂纹、磨损故障,轴承内外圈故障。然而,小波分析还在处于发展的初级阶段,离工程实用化和普及还有很大的差的著名学者们对小波的现状和未来展开了热烈的讨论,指出了小波研究中的问题和不足,展望了小波的未来,这个会议对小波今后的发展具有里程碑式的作用,对此,在文献中给予详细的报道。与会