基于層次非線性分析的滾動(dòng)軸承故障診斷.pdf

1、滾動(dòng)軸承是眾多機(jī)械設(shè)備的核心零部件之一，通過設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)并識(shí)別其潛在故障對(duì)確保設(shè)備的安全、高效運(yùn)行具有重要意義，如何從振動(dòng)信號(hào)中提取相關(guān)故障特征是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。本文通過一種新發(fā)展出的層次分解方法將信號(hào)分解到多個(gè)層次，再計(jì)算各層所有分解信號(hào)的非線性特征量以提取滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的層次非線性特征，并將其作為支持向量機(jī)的輸入以構(gòu)建滾動(dòng)軸承故障診斷系統(tǒng)。其主要內(nèi)容如下:
　　首先，說明了層次非線性分析在滾動(dòng)軸承

2、故障特征提取方面的優(yōu)勢(shì)，即層次分解后的信號(hào)會(huì)表現(xiàn)一些區(qū)別于原始信號(hào)的性質(zhì)，相對(duì)于單一非線性特征量而言，層次非線性特征量能提取信號(hào)中更為豐富的非線性動(dòng)力學(xué)特征。因此，本文的基本研究思路是利用層次分解進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的多尺度分解，再結(jié)合非線性時(shí)間序列分析方法實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的故障特征提取。
　　其次，將遞歸量化分析與層次分解相結(jié)合得到了信號(hào)的層次遞歸量化分析，并應(yīng)用其分析滾動(dòng)軸承在典型狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)。分析結(jié)果表明，層次分解后的某些節(jié)點(diǎn)信號(hào)其

3、遞歸圖出現(xiàn)了區(qū)別于原始信號(hào)遞歸圖的新特征;原始振動(dòng)信號(hào)的遞歸特征量不能區(qū)分的某些故障類型卻能利用其分解后某些節(jié)點(diǎn)信號(hào)的遞歸特征量很好地區(qū)分，這表明層次分解確實(shí)能展現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)中更豐富的故障特征。將層次遞歸特征量作為故障特征輸入支持向量機(jī)以訓(xùn)練故障分類器，并與傳統(tǒng)的遞歸特征量作為故障特征時(shí)的故障識(shí)別結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示前者的平均識(shí)別率明顯高于后者。
　　最后，結(jié)合層次分解與排列熵算法進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的層次排列熵分析以提取滾動(dòng)軸承故障特征