基于隨機共振和混沌理論的行星齒輪箱微弱信號檢測方法研究.pdf

1、現(xiàn)如今工業(yè)的快速發(fā)展使得機械設(shè)備的功能越來越強大,同時其結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。對于這些機械設(shè)備的故障診斷方法也得到學(xué)者們的廣泛重視,研究了許多技術(shù)手段以檢測故障是否存在。特別是機械設(shè)備中的一種非常重要的變速傳動構(gòu)件—齒輪箱,應(yīng)該對其進(jìn)行故障診斷以便及時發(fā)現(xiàn)潛在故障從而進(jìn)行修理,避免造成更大的損失。然而,由于齒輪箱的工作環(huán)境較復(fù)雜,周圍的干擾會影響故障信號的檢測,如果故障還處于早期,其信號特征不會太明顯,表現(xiàn)為淹沒在強噪聲背景中的微弱特征信號

2、,從而使故障的診斷工作難以進(jìn)行。
　　本文對兩種微弱信號檢測方法進(jìn)行了研究,即隨機共振和混沌理論。研究了各自檢測微弱信號的原理,并針對隨機共振的處理效果提出了改進(jìn)方法,比如,加入級聯(lián)和相關(guān)分析模型,可以有效地改善隨機共振檢測結(jié)果。然后,就隨機共振依賴參數(shù)的缺點,提出遺傳算法對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,不僅能確定參數(shù)值,還能提高輸出信噪比。最后介紹了混沌理論,通過選用適合的混沌模型,構(gòu)造混沌系統(tǒng),利用混沌系統(tǒng)的特殊機制,從相軌跡圖直接觀測軌

3、跡變化來判斷特征信號是否存在。
　　本文通過搭建行星齒輪箱試驗平臺,為齒輪箱中的行星輪和軸承人工植入故障,再利用加速度傳感器采集行星齒輪箱運行時的振動數(shù)據(jù),并分別對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機共振和混沌算法的處理,實現(xiàn)了齒輪箱早期的故障診斷。針對隨機共振的處理效果,通過對比改進(jìn)前后的頻譜圖和輸出信噪比的值,驗證了這些改進(jìn)措施的有效性。再者,利用遺傳算法對兩個結(jié)構(gòu)參數(shù)分別進(jìn)行單元素優(yōu)化和雙元素優(yōu)化,不僅證實了此優(yōu)化算法對于隨機共振的有效性,還得