汽車主減速器振動信號非線性特征研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對車輛運(yùn)行的可靠性、可用性、可維修性等提出了更高要求，小波、分形和混沌等現(xiàn)代非線性信號處理方法的出現(xiàn)為車輛檢測技術(shù)提供了新的理論和思路，不同程度地滿足了發(fā)展的需求。而尋求更好的非線性時問序列分析方法已成為信號處理領(lǐng)域中的前沿課題。論文結(jié)合驅(qū)動橋、主減速器及差速器等汽車零部件性能試驗機(jī)課題，將信號小波降噪、分形和混沌等現(xiàn)代非線性理論應(yīng)用到車輛產(chǎn)品檢測和信號處理中，對設(shè)備運(yùn)行時表現(xiàn)出的各種非線性特征進(jìn)行了深入研究，為

2、分析車輛零部件的振動特性開辟了途徑。主要研究內(nèi)容有： 考慮主減速器運(yùn)轉(zhuǎn)中主傳動錐齒輪齒側(cè)間隙、時變嚙合剛度和齒輪副綜合誤差等齒輪傳動中非線性因素的基礎(chǔ)上，運(yùn)用8自由度錐齒輪非線性動力學(xué)模型分析主減速器振動特性，仿真研究主減速器周期、擬周期、混沌等三種典型振動形式，并深入分析了不同參數(shù)對系統(tǒng)非線性的動態(tài)響應(yīng)特性的影響和關(guān)聯(lián)維數(shù)、最大Lyapunov指數(shù)等非線性特征量值對于主減速器振動特性的表征能力。 針對現(xiàn)場測量的信號

3、信噪比低，對信號分析影響較大，將基于解析小波變換模極大值的信號消噪技術(shù)應(yīng)用到主減速器振動信號降噪中。解析小波變換僅反映信號的正頻率，其模振蕩較之實小波變換要小，為此將由Hilbert變換構(gòu)造的解析小波基引入小波極大模信號降噪中，汽車主減速器振動信號的實例分析證明，與實小波極大模降噪方法相比，該方法具有更好的降噪效果。 基于GP算法的關(guān)聯(lián)維數(shù)計算方法簡單，但計算量大，且難以實現(xiàn)自動化。論文從降低關(guān)聯(lián)積分計算量、提高關(guān)聯(lián)維數(shù)計算速度

4、和無標(biāo)度區(qū)間的自動識別兩個方面進(jìn)行了探索。提出運(yùn)用關(guān)聯(lián)積分曲線的二階局部斜率實現(xiàn)無標(biāo)度區(qū)間的自動識別，從而實現(xiàn)關(guān)聯(lián)維數(shù)的自動計算，運(yùn)用該方法對Lorenz系統(tǒng)的分析證明了其有效性。進(jìn)而分析了不同工作狀態(tài)下主減速器振動信號的關(guān)聯(lián)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)。研究結(jié)果表明，不同狀態(tài)下主減速器信號的關(guān)聯(lián)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)有明顯的可分性，兩者都可以作為識別信號特征和程度的有效量化指標(biāo)。此外，論文將多個傳感器信號的非線性特征量運(yùn)用遺

5、傳編程優(yōu)化得到復(fù)合特征，結(jié)果表明與采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計特征量作為優(yōu)化終端符相比，非線性特征終端符得到的信號復(fù)合特征能夠更好 區(qū)分主減速器的不同工作狀態(tài)，其分類的效果比傳統(tǒng)的統(tǒng)計特征量得到的復(fù)合特征有明顯改善。 此外，論文介紹了課題組研究開發(fā)的汽車主減速器、驅(qū)動橋等傳動系零部件性能試驗機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)，并著重闡述了運(yùn)用軟件容錯思想和模塊化理論開發(fā)的檢測系統(tǒng)軟件及強(qiáng)背景環(huán)境下的聲信號測量。