基于時(shí)頻流形分析的設(shè)備故障診斷方法研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)設(shè)備是現(xiàn)代冶金、化工、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域中的關(guān)鍵設(shè)備，所以對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行故障診斷是十分必要的。從機(jī)械系統(tǒng)中獲取的振動(dòng)數(shù)據(jù)總是攜帶著對(duì)機(jī)械故障診斷來(lái)說(shuō)非常重要的測(cè)量信息。而對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，關(guān)鍵部件的局部故障常常在振動(dòng)信號(hào)中表現(xiàn)為周期性的瞬態(tài)脈沖信息。然而，實(shí)際情況中，往往存在著大量的背景噪聲會(huì)將瞬時(shí)脈沖信息湮沒(méi)掉，從而大大增加了識(shí)別這些機(jī)械故障的難度。
　　流形學(xué)習(xí)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的非線性數(shù)據(jù)降維方法，它能提取高

2、維數(shù)據(jù)中的主要非線性本質(zhì)特征成分。本文基于時(shí)頻流形在時(shí)頻域抑制噪聲以及分辨率增強(qiáng)方面的優(yōu)點(diǎn)，將時(shí)頻流形用于機(jī)械故障診斷中，取得了滿意的效果。本文提出的時(shí)頻流形在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面:時(shí)頻流形相關(guān)匹配用于周期性故障識(shí)別以及利用時(shí)頻流形對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行去噪。
　　時(shí)頻流形相關(guān)匹配用于周期性故障識(shí)別是將時(shí)頻流形與圖像模板匹配的概念結(jié)合起來(lái)，并且提出了一種新的時(shí)頻流形相關(guān)匹配方法來(lái)加強(qiáng)對(duì)周期性故障的識(shí)別能力。此方法主要利用一個(gè)

3、短時(shí)長(zhǎng)的時(shí)頻流形作為模板，在時(shí)頻域中，對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)匹配操作。
　　本文提出的利用時(shí)頻流形對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行去噪的方法，是通過(guò)結(jié)合時(shí)頻綜合以及相空間重構(gòu)綜合實(shí)現(xiàn)信號(hào)去噪的。得到的去噪信號(hào)不僅有令人滿意的去噪效果，并且能很好的保留固有的時(shí)頻結(jié)構(gòu)特征。另外，本文提出了一種新的診斷方法，叫頻率概率時(shí)間序列(FPTS)譜分析法，并且展示了此方法在故障診斷中的有效性。
　　本文提出的基于時(shí)頻流形的機(jī)械故障診斷方法已經(jīng)被用于處理一組軸承