基于HHT的管路損傷特征提取及其應用研究.pdf

1、近年來全球經(jīng)濟飛速發(fā)展，管路系統(tǒng)從日常生活、工業(yè)設備、工程機械、交通運輸?shù)絿李I域都有廣泛的應用。管路系統(tǒng)是保證設備正常運作的必要組成部分，被稱作工業(yè)設備的“血管”或“生命線”，是航天航空、交通運輸、工程機械等的重要組成部分。由此可見，管路系統(tǒng)在各種領域都有重要的作用，鑒于此，管路系統(tǒng)的可靠性即健康與否，會直接影響各領域的生產(chǎn)生活，造成巨大的經(jīng)濟損失甚至重大事故。
　　HHT是一種適合于非平穩(wěn)信號的有效分析方法。把HHT變換引入管

2、路系統(tǒng)的非平穩(wěn)信號分析中，對發(fā)動機管路損傷信號進行特征提取，進而為航空發(fā)動機管路損傷識別技術提供技術支撐。本文主要完成了如下的研究工作：
　?。?）首先研究了常用的信號分析法如短時傅里葉變換、小波變換等，指出這些方法分析非平穩(wěn)信號的缺點。重點研究了希爾伯特黃變換的原理，研究了HHT的優(yōu)越性。分析了HHT存在的問題，以及這些問題對數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的影響，包括端點效應、模態(tài)混疊、EMD的結束判據(jù)問題。重點研究了消除端點效應和模態(tài)混疊的方法

3、，使用改進的EMD算法對信號時行分解，取得了較好的效果。
　　（2）針對損傷特征提取，研究了EMD濾波特性，以及EMD算法在信號去噪中的應用，利用EMD算法對原始的信號進行去噪處理。研究了利用EMD對信號進行分解，得到本征模態(tài)函數(shù)(IMF)，通過HHT得到Hilbert譜，并對信號的Hilbert譜進行分析，對比正常狀態(tài)和損傷狀態(tài)下的不同，得到損傷特征向量。分析方法包括HHT時頻譜、邊際譜和時頻熵的分析，從而提取出損傷特征。通過仿

4、真以及實驗數(shù)據(jù)，對比分析不同特征提取方法的效果。
　?。?）分析航空發(fā)動管路損傷的種類以及引起管路損傷的可能原因。通過已搭建航空發(fā)動機管路實驗平臺，對航空發(fā)動機管路各項信號進行采集，其中主要分析管路在正常狀態(tài)和損傷狀態(tài)下，發(fā)動機不同轉速時的振動相關信號。通過對采集到的航空發(fā)動機管路信號進行HHT分析，得到不同狀態(tài)下管路的損傷特征。最后研究HHT提取出手損傷特征應用。結合神經(jīng)網(wǎng)絡對航空發(fā)動機管路進行損傷的識別，對不同的損傷特征通過人