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局域波时频分析方法的理论研究与应用

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本文对时频分析技术领域的发展和现状进行了综述。在认真研究与总结前人成果的基础之上,提出了局域波时频分析方法的一些新理论,从理论分析、数值计算、应用研究等多方面加以论述,并对设备诊断中遇到的非平稳非线性数据现象进行了研究。用局域波分解方法和Hilbert时频谱分析非平稳非线性数据是本文研究的核心问题。该方法是基于数据时域局部特征的,可把复杂的数据分解成有限的,通常是少量的几个内蕴模式函数分量。由于分解是基于信号时域局部特征的,因此它特别适合用来分析非平稳非线性过程。用Hilbert变换对每个内蕴模式函数变换,可得到瞬时频率和瞬时频率密度,构成能量一时间一频率三维分布的Hilbert时频分布谱图。它能清晰地分辨出交叠复杂数据的内蕴模式。该分解方法是自适应的和正交的,因此非常有效。在非平稳非线性信号分析的技术和理论方法方面,本文着重从时频域分析的角度进行了广泛深入的研究,在理论与应用上都作出了几点创新:提出了广义线性局域波时频表示的新  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

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非平稳信号故障特征提取与智能诊断方法的研究及应用

在工业生产过程中,人们希望能够对设备故障实现早期预报,防患于未然,保证设备安全、稳定、长周期、满负荷优质运行,避免旧的维修体制中存在的“过维修”或“欠维修”现象,充分发挥设备的效益。在此情况下,设备故障诊断学应运而生,并吸引大量的科研人员从事这方面的研究,促使该学科不断发展和完善。随着设备向着高速度、高功率、高可靠性、大型化的方向发展,使得传统的故障诊断技术难以胜任复杂设备的故障诊断。本文正是基于此考虑,把局域波时频分析方法和人工智能-守法引入到故障诊断领域,以解决复杂设备的故障诊断问题。首先,针对复杂设备系统的非线性和表面振动信号的非平稳性,引入了局域波分析方法。局域波分析方法的重大突破在于用基于信号局部特征的多个基本模式分量来描述信号,并赋予每个基本模式分量具有实际物理意义的瞬时频率。它有效地克服了用传统方法进行非平稳信号分析中产生无意义谐波分量的缺点。另外,通过局域波分析可把复杂的实测数据分解成有限个基本模式分量,从而简化...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

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基于局域波法的转子系统非线性动态特性及应用研究

转子系统是旋转机械的重要组成部分,其动态特性一直备受关注。就其本质而言,转子动态特性问题绝大多数是属于非线性的。随着生产与科学技术的发展,旋转机械向高速、重载、轻型化和自动化方向发展,转子系统动态特性分析与应用研究已是一项迫切的任务。本文开展了转子系统故障诊断与模态参数辨识的研究,主要内容如下:1、本文应用局域波法对非线性系统、非平稳信号分析进行了研究。通过几种时频分析方法的比较,表明局域波法对于非平稳、非线性信号的分析更具有效性,局域波时频分析清晰地描述非线性系统的特性,对非线性系统给出了更深的认识。2、将局域波时频分析方法应用于转子系统故障诊断领域,为转子系统故障诊断提供了新的诊断方法。局域波法为转子轴心轨迹的提纯提供了有效的途径,通过局域波分解后的IMF来重构信号,剔除了噪声的干扰,保留了有用的故障信息,利用重构信号合成的轴心轨迹清晰地反映了转子系统的油膜涡动故障特征。应用局域波分析转子系统动静件碰摩和不对中早期故障信号,...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

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基于局域波时频谱的往复机故障智能诊断方法研究

故障诊断对于机械设备的重要性是不言而喻的。由于往复式压缩机在工业生产的特殊地位,针对其故障诊断方法的研究显得尤其重要。类同机电设备的主要诊断过程,往复式压缩机组的故障智能诊断主要分为三部分:第一是诊断信息的获取;第二是故障特征的提取;第三是故障源和故障类别的最终确定。考虑到这一思想,基于国家自然科学基金“局域波法及其工程应用研究”(No.50475155),在总结和汲取前人研究成果的基础上,对局域波法中的相关理论和方法进行改进,随后结合局域波理论、模糊二元树诊断、系统级故障诊断和灰色预测等方法及理论针对往复式压缩机组系统故障智能诊断方法进行了深入的研究,并将该方法在工程应用上予以验证。主要的工作如下:1.针对一维局域波理论的待改进点和二维局域波在图像诊断中的应用进行了深入的研究。在阐述局域波分解算法和时频分析理论的基础上,分析了一维局域波理论中存在的待改进点,包括微弱信号对强信号的影响和局域波时频谱处理等方面的应用研究。对适合于...  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

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局域波分析的理论方法研究及应用

近年来,设备监测诊断中非平稳信号的分析一直是一个复杂而有意义的研究课题,局域波分析方法在几年的发展过程中,逐渐成为分析非平稳信号的有效方法之一。本文在总结前人研究成果基础上,结合工程实际需要,对局域波分析方法作了进一步的研究和发展,并以此为基础,在机械设备的诊断方法上进行了探索性的研究。针对设备监测诊断中存在的非平稳问题,引入了局域波分析方法。该方法从信号瞬时频率的角度出发,将非平稳时变信号分解成为有限个局域波分量,每一个分量描述了时变信号中不同频率和尺度范围的固有振动模式,瞬时频率可以在每一个分量中随处定义。经过Hilbert变换得到局域波时频谱能够同时提供时域和频域的信息。针对局域波分析方法目前的研究状况,分析了该方法中存在的问题:分解方法中的边界问题、分量的瞬时频率估计以及如何合理选择采样频率等问题。提出了基于包络均值法的改进算法;分析并验证了利用相位差分法进行瞬时频率估计的有效性和精确性;给出了进行局域波分析,信号采样频...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

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往复式压缩机振动信号特征分析及故障诊断方法研究

往复式压缩机是石油化工生产的关键设备,保证它的安全稳定运行是石化行业设备维护工作的重中之重。因此,开展往复式压缩机状态监测与故障诊断的研究工作有着重要的现实意义和经济价值。本文以往复式压缩机故障诊断横向课题、国家自然科学基金项目(No.50805014)及教育部科学技术研究重点项目(No.109047)为依托,以超高压聚乙烯压缩机为研究对象,从往复式压缩机振动信号特征入手,针对往复式压缩机的状态监测与故障诊断技术开展了一系列的研究工作。论文的主要工作内容如下:1.介绍了往复式压缩机的工作原理,分析了各主要零部件的故障形式及故障机理,研究了往复式压缩机各主要激励源所引起的响应信号特征,建立了各主要部件壳体表面振动信号的信号模型;总结出往复式压缩机振动信号所具有的两大特征:冲击性和周期性,并初步讨论了如何应用这两大特征进行往复式压缩机状态监测与故障诊断工作。2.分析了往复式压缩机振动信号的频域能量分布特征,提出了基于频带能量变化的响...  (本文共157页) 本文目录 | 阅读全文>>