基于局域均值分解的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承故障診斷研究.pdf

1、中介軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，工作在高速、高溫、高壓、重載的惡劣工況下。中介軸承早期微弱故障會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)展成不可控制的軸承損毀現(xiàn)象，迫使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)卡死、發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，造成航空事故發(fā)生，因此研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承故障診斷具有重大現(xiàn)實(shí)意義。航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)是研究中介軸承的重要載體，試驗(yàn)臺(tái)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是:振動(dòng)信號(hào)傳遞路徑復(fù)雜，加上環(huán)境噪聲和其它干擾成分的存在，使得信號(hào)信噪比極低。而且中介軸承故障信號(hào)往往表現(xiàn)出非平穩(wěn)

2、、非線性的特征，難以從測(cè)試得到的振動(dòng)信號(hào)中提取出故障特征，為此本文開展了以下研究?jī)?nèi)容:
　　1.論述了航空發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承故障診斷發(fā)展?fàn)顩r，闡述了局域均值分解在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用。編制了關(guān)于試驗(yàn)臺(tái)的故障試驗(yàn)方案，針對(duì)中介軸承NU1013進(jìn)行了大量點(diǎn)蝕、裂紋故障試驗(yàn)，研制了針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　2.針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)信號(hào)非平穩(wěn)、非線性、低信噪比造成的故障特征提取困難問(wèn)題，本文提出了結(jié)合局域均值分解和流形學(xué)習(xí)的故障診斷

3、方法。首先對(duì)源信號(hào)進(jìn)行局域均值分解得到分量信號(hào)，構(gòu)造高維空間數(shù)據(jù)集，然后利用流形學(xué)習(xí)的方法對(duì)高維空間數(shù)據(jù)集進(jìn)行低維流形重構(gòu)，舍棄噪聲子分量，保留表征信號(hào)本質(zhì)特征的吸引子分量，最后將重構(gòu)信號(hào)相加得到降噪信號(hào)。通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試信號(hào)分析驗(yàn)證了方法的有效性。
　　3.針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)有效測(cè)試通道個(gè)數(shù)小于振源個(gè)數(shù)的欠定盲源分離問(wèn)題，研究了基于局域均值分解的盲源分離方法。首先利用局域均值分解分解源信號(hào)，其次利用特征值累計(jì)貢獻(xiàn)率確定振源個(gè)數(shù)n，然后求取