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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化小波分析及在軸承故障診斷中的應(yīng)用小波分析及在軸承故障診斷中的應(yīng)用1、材料的來(lái)源目前,小波分析在故障診斷中的應(yīng)用已取得了極大的成功。小波變換在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越也引起廣泛注意,許多學(xué)者投入到這方面的研究。由于小波分析非常適合于分析非平穩(wěn)信號(hào),因此小波分析可作為故障診斷中信號(hào)處理的較理想工具,由它可以構(gòu)造故障診斷所需的特征或直接提取對(duì)診斷有用的信息。小波分析不僅可以在低
2、信噪比的信號(hào)中檢測(cè)到故障信號(hào),而且可以濾去噪聲恢復(fù)原信號(hào),具有很高的應(yīng)用價(jià)值。小波變換適用于機(jī)械故障分析,尤其適用于滾動(dòng)軸承和齒輪故障分析。用小波算法對(duì)故障振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分解和重構(gòu),將很好的找到故障頻率信號(hào)的位置。二、課題的研究歷史與現(xiàn)狀及簡(jiǎn)要評(píng)述(1)研究歷史小波分析(WaveletAnalysis)或多分辨分析(MultiresolutionAnalysis)是傅里葉分析發(fā)展史上里程碑式的進(jìn)展,近年來(lái)在法、美、英等國(guó)家稱為眾多學(xué)科共同
3、關(guān)注的熱點(diǎn)。它被堪稱是調(diào)和分析這一數(shù)學(xué)領(lǐng)域半個(gè)世紀(jì)以來(lái)工作的結(jié)晶。而小波變換的概念是1984年法國(guó)地球物理學(xué)家J.Mlet在分析出理地球物理勘探資料時(shí)提出來(lái)的。小波變換的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是19世紀(jì)的傅里葉變換,其后理論物理學(xué)家A.Grossman采用平移和伸縮不變性建立了小波變換的理論體系。1985年,法國(guó)數(shù)學(xué)家Y.Meyer第一個(gè)構(gòu)造出具有一定摔減性的光滑小波。1988年,比利時(shí)數(shù)學(xué)家L.Daubechies證明了緊支撐正交標(biāo)準(zhǔn)小波基的存在性
4、,使得離散小波分析成為可能。1989年S.Mallat提出了多分辨率分析概念,同意了在此之前的各種構(gòu)造小波的方法,特別是提出了二進(jìn)小波變換的快速算法,使得小波變換完全走向?qū)嵱眯?。?)研究現(xiàn)狀小波分析是建立在泛函分析,F(xiàn)ourier分析、樣條分析及調(diào)和分析基礎(chǔ)上的新的分析處理工具。它又被稱為多分辨分析,在時(shí)域和頻域同時(shí)具有良好的局部化特性,常被譽(yù)為信號(hào)分析的“數(shù)學(xué)顯微鏡”。近十多年來(lái),小波分析的理論和方法在信號(hào)處理、語(yǔ)音分析、模式識(shí)別、
5、數(shù)據(jù)壓縮、圖像處理、數(shù)字水印、量子物理等專業(yè)和領(lǐng)域得到段。小波變換屬于線性變換,無(wú)干擾項(xiàng),它局域多分頻率分析的特點(diǎn),既時(shí)頻分辨率可變,具有“變焦”特性,因此具有對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)局部化分析的突出特點(diǎn),有良好的時(shí)—頻定位功能,很適合探測(cè)正常信號(hào)中夾帶的瞬態(tài)反?,F(xiàn)象并展示其成分,因此,在機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)中,利用小波變換進(jìn)行動(dòng)態(tài)系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷具有良好的效果。例如滾動(dòng)軸承在工作時(shí)候,一般是外圈于軸承座或機(jī)殼相連接,固定或相對(duì)固定;內(nèi)圈與機(jī)械傳動(dòng)軸相
6、連接,隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于軸承本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工裝配誤差及運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的故障等內(nèi)部因素,當(dāng)軸以一定的速度并在一定的載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)軸承和軸承座組成的振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生激勵(lì),使系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)。軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的一類重要部件,當(dāng)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)局部損傷時(shí),在受載運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,軸承的其他零件會(huì)周期地撞擊損傷點(diǎn),產(chǎn)生的沖擊力激勵(lì)軸承座及其支撐結(jié)構(gòu),形成一系列由激勵(lì)產(chǎn)生的減幅振蕩,減幅振蕩發(fā)生的頻率是故障特征頻率,它由軸的轉(zhuǎn)速、軸承幾何尺寸及損傷點(diǎn)
7、的位置(外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體)確定,根據(jù)故障特征頻率可以檢測(cè)軸承是否出現(xiàn)故障并確定故障的位置。利用MATLAB對(duì)故障信號(hào)波形進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化分析,充分利用MATLAB的強(qiáng)大小波分析能力實(shí)現(xiàn)分析功能。找到故障數(shù)據(jù),利用MATLAB對(duì)的信號(hào)進(jìn)行小波分析,并能保存相應(yīng)的處理結(jié)果,這種處理過(guò)程非常簡(jiǎn)單方便,非常使用。(2)發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì)目前,小波分析已對(duì)許多學(xué)科產(chǎn)生多方面的影響并已激起了眾多科學(xué)家和科技工作者的極大熱情。小波應(yīng)用的深度和廣度得到進(jìn)
8、一步拓展。在某些方面已取得了傳統(tǒng)方法無(wú)法達(dá)到的效果,人們正在挖掘有前景的應(yīng)用領(lǐng)域。小波分析是一門新的交叉科學(xué),對(duì)它進(jìn)行理論研究、仿真計(jì)算、實(shí)驗(yàn)分析都是很重要的。目前在高校、研究所開展的比較好?,F(xiàn)在正在逐漸走出仿真及實(shí)驗(yàn)室階段。向人們提供具有實(shí)用價(jià)值的小波分析技術(shù)。小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)、分形分析、遺傳優(yōu)化等方法相結(jié)臺(tái)后。形成小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分形等方法,是分析非平穩(wěn)、非線性問(wèn)題的理想手段。如在高速壓縮機(jī)的故障檢測(cè)
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