重構(gòu)吸引子奇異值分析與時(shí)頻域分形在往復(fù)機(jī)振動(dòng)分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷問題越來越受到重視，它具有很大的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近幾年來，有許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了很多研究，提出了故障診斷的新方法、新技術(shù)。傳統(tǒng)的時(shí)域分析、頻域分析和相關(guān)函數(shù)分析在故障診斷應(yīng)用中得到了不斷的改進(jìn)，灰色關(guān)聯(lián)度、模糊診斷、智能專家系統(tǒng)、小波分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法在定性分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中得到廣泛的應(yīng)用。但是以往復(fù)式機(jī)械為代表的復(fù)雜機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)具有強(qiáng)烈的非線性和非平穩(wěn)性，分析人員很難從具有

2、復(fù)雜成份的信號(hào)中提取準(zhǔn)確的故障特征。非線性理論的發(fā)展為大型復(fù)雜非線性系統(tǒng)的故障診斷提供了新的思路。本文基于這個(gè)思想，結(jié)合前人的研究與工程實(shí)際，對(duì)非線性動(dòng)力學(xué)的若干方法及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的分析和研究。文章主要的工作如下： (1)分析總結(jié)了分析非平穩(wěn)信號(hào)的有力工具—局域波法的時(shí)頻分析特性：局域波法的瞬時(shí)頻率特性、局域波的時(shí)頻分布特性、內(nèi)蘊(yùn)函數(shù)的遞推形式與局域波法的多分辨分析特性。 (2)介紹了非線性理論中的常用

3、方法如：相空間重構(gòu)的方法、延遲時(shí)間與嵌入維數(shù)的選擇、復(fù)雜系統(tǒng)中的混沌及經(jīng)典的混沌系統(tǒng)，并提出了基于振動(dòng)信號(hào)重構(gòu)吸引子提取特征的思路。 (3)提出了基于振動(dòng)信號(hào)重構(gòu)吸引子SVD降噪的改進(jìn)局域波分解方法，分析了SVD的降噪過程與基于奇異值的定階過程，通過仿真實(shí)例與工程實(shí)例比較說明了該方法的優(yōu)點(diǎn)，利用該方法提高了局域波法的分解能力，使得局域波分解的分量更有意義，提取的特征更準(zhǔn)確。 (4)提出了對(duì)局域波分解分量進(jìn)行相空間重構(gòu)，并

4、計(jì)算重構(gòu)吸引子的奇異熵實(shí)現(xiàn)特征提取的方法。通過工程實(shí)例的分析并與現(xiàn)有方法的比較，說明了該方法提高了診斷精度，切實(shí)可行。 (5)提出了時(shí)頻域多重分形的思路。并將該方法實(shí)際應(yīng)用于故障診斷之中。信號(hào)局域波分解的時(shí)頻域幅值矩陣經(jīng)過網(wǎng)格劃分后，通過最小二乘法計(jì)算出廣義維數(shù)Dq。應(yīng)用振動(dòng)信號(hào)時(shí)頻域多重分形方法在往復(fù)式壓縮機(jī)填料泄漏故障進(jìn)行了實(shí)例分析。實(shí)測(cè)往復(fù)式壓縮機(jī)的振動(dòng)信號(hào)分析表明，時(shí)域信號(hào)的多重分形只對(duì)早期填料泄漏故障較為敏感，時(shí)頻域多