非平穩(wěn)信號(hào)分析報(bào)告地技術(shù)現(xiàn)狀與方法研究

《非平穩(wěn)信號(hào)分析報(bào)告地技術(shù)現(xiàn)狀與方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、實(shí)用文案格式No1—2D型號(hào):密別:標(biāo)記:版次:非平穩(wěn)信號(hào)分析的技術(shù)現(xiàn)狀與方法研究AXXX-1105-10共42頁(yè)北京航空航天大學(xué)2010年03月標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案編制單穎春會(huì)簽會(huì)簽校對(duì)郜普剛審查何田審定林意洲標(biāo)審何田批準(zhǔn)郜普剛同意審簽意見(jiàn)：發(fā)放清單：工作（計(jì)劃）代碼：主題詞：標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案序號(hào)更改單號(hào)更改標(biāo)記更改頁(yè)碼簽名日期標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案目次前言1第一章故障信號(hào)的非平穩(wěn)性2第二章非平穩(wěn)信號(hào)常用的處理方法42.1非平穩(wěn)信號(hào)的處理方法42.1.1分段或選段傅里葉變換52.1.2加Hanning窗轉(zhuǎn)速跟蹤分析52.

2、1.3短時(shí)傅立葉變換52.1.4小波變換62.2Wigner-Ville分布72.3奇異值分解方法82.3.1基于奇異值分解的故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀92.3.2提取突變信息的奇異值分解方法102.3.3提取突變信息的改進(jìn)奇異值分解方法112.3.4模擬信號(hào)提取結(jié)果及與改進(jìn)前的比較142.4局部均值分解162.5數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)192.6分?jǐn)?shù)Fourier變換232.6.1Fourier變換簡(jiǎn)介232.6.2分?jǐn)?shù)階Fourier變換的應(yīng)用24第三章常用非平穩(wěn)信號(hào)處理方法的比較263.1Fourier變換、短時(shí)Fourier變換

3、和小波變換的比較263.2小波變換與奇異值分解方法的比較273.3奇異值技術(shù)與改進(jìn)奇異值技術(shù)之間的比較313.3.1J103型模型試驗(yàn)器動(dòng)靜件較重碰摩振動(dòng)信號(hào)333.3.2柔性轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)靜件碰摩振動(dòng)信號(hào)353.4EMD方法與LMD方法的比較37第四章結(jié)論39標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案前言本報(bào)告主要是研究非平穩(wěn)信號(hào)的特性及其在發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障診斷中的應(yīng)用特點(diǎn)，從而對(duì)不同故障的引起的非平穩(wěn)性信號(hào)處理方法進(jìn)行選擇，并加以改進(jìn)，達(dá)到應(yīng)用于工程實(shí)際的目的。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案第一章故障信號(hào)的非平穩(wěn)性設(shè)備或工程系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生的各種信息、

4、被診斷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在激勵(lì)作用下產(chǎn)生的各種信息，由傳感器變換為信號(hào)輸出。信號(hào)中包含有豐富的用來(lái)作為故障診斷依據(jù)的各種特性參數(shù)，同時(shí)還伴隨著各種各樣的噪聲，并多半以隨機(jī)的形式出現(xiàn)。因此為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，就需要從這些信號(hào)中提取出診斷所需的特性參數(shù)和確定它的特性曲線。由于設(shè)備或系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息的特性不同，形成了各種不同的診斷技術(shù)，每種診斷技術(shù)所需要的是與它本身的自然規(guī)律相符合的特性參數(shù)，所以故障診斷中的信號(hào)處理技術(shù)可分為溫度的信號(hào)處理、光學(xué)的信號(hào)處理、振動(dòng)的信號(hào)處理、聲的信號(hào)處理和其它的信號(hào)處理。其中振動(dòng)

5、信號(hào)處理是最復(fù)雜的，包括幅值域分析、時(shí)域分析、頻域分析和時(shí)頻域分析，本文研究的特征提取方法都是基于振動(dòng)信號(hào)處理。根據(jù)信號(hào)發(fā)生過(guò)程的特性，信號(hào)可分為確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)。確定性信號(hào)可以準(zhǔn)確地用一個(gè)確定性的時(shí)間函數(shù)來(lái)描述，并可以準(zhǔn)確地加以重現(xiàn)。而隨機(jī)信號(hào)不能用確定性的時(shí)間函數(shù)來(lái)描述，也不能準(zhǔn)確地加以重現(xiàn)。詳細(xì)分類和相應(yīng)的信號(hào)處理方法如表1.1所示。隨機(jī)信號(hào)可以分成平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)和非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)。所謂非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)亦即其統(tǒng)計(jì)特性是時(shí)間的函數(shù)。在以設(shè)備振動(dòng)信號(hào)為狀態(tài)參量的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷中，因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)

6、定、載荷的變化以及設(shè)備故障產(chǎn)生的沖擊、摩擦，導(dǎo)致非平穩(wěn)與非線性振動(dòng)的產(chǎn)生。嚴(yán)格地說(shuō)，許多實(shí)際信號(hào)都是屬于非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，基于平穩(wěn)過(guò)程與線性過(guò)程的傳統(tǒng)信號(hào)處理理論難以發(fā)揮作用，這種情況下就需要能處理非平穩(wěn)與非線性信號(hào)的時(shí)頻分析方法。但是由于受理論條件的限制，在80年代以前，人們對(duì)于信號(hào)進(jìn)行分析僅僅局限于平穩(wěn)的情況，進(jìn)入80年代以后，隨著時(shí)頻分析理論與應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)于非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)分析與處理的研究逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，并日益發(fā)展起來(lái)。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案振動(dòng)信號(hào)分析作為了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行故障診斷的最主要途徑，它的主

7、要目標(biāo)是要尋找一種簡(jiǎn)單有效的信號(hào)變換方法，使得信號(hào)所包含的重要信息顯示出來(lái)，最終達(dá)到提取有效信號(hào)特征的目的。根據(jù)信號(hào)發(fā)生過(guò)程的特性，人們把信號(hào)劃分為平穩(wěn)性信號(hào)和非平穩(wěn)性信號(hào)。非平穩(wěn)信號(hào)是指信號(hào)的時(shí)頻域統(tǒng)計(jì)特性與時(shí)間有關(guān)，即為時(shí)間的函數(shù)。航空設(shè)備中的振動(dòng)信號(hào)存在著大量的非平穩(wěn)性，具體表現(xiàn)在：（1）設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的多發(fā)故障，如剝落、摩擦、松動(dòng)、爬行、沖擊、裂紋、斷裂、喘振、旋轉(zhuǎn)失速、油膜渦動(dòng)及油膜振蕩等，當(dāng)故障發(fā)生或發(fā)展時(shí)將導(dǎo)致信號(hào)的非平穩(wěn)性的出現(xiàn)，因此非平穩(wěn)性可以表征某些故障的存在。（2）工礦企業(yè)中有許多運(yùn)行狀態(tài)

8、非平穩(wěn)的設(shè)備，它們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中的轉(zhuǎn)速、功率、負(fù)載都往往是變化的，如發(fā)電機(jī)組、往復(fù)機(jī)械、破碎機(jī)等。（3）一些設(shè)備在運(yùn)行中的阻尼、剛度、彈性力、驅(qū)動(dòng)力的非線性及動(dòng)態(tài)響應(yīng)的非線性，反映在動(dòng)態(tài)信號(hào)上具有非平穩(wěn)性。種種情況表明，工程中獲得的動(dòng)態(tài)信號(hào)，它們的平穩(wěn)性是相對(duì)的、局部的，而非平穩(wěn)性是絕對(duì)的，廣泛的。針對(duì)信號(hào)的非平穩(wěn)特性，人們研究了多種方法來(lái)提取其特征。目前，故障診斷中的非平