基于小波变换的机械振动信号分析算法研究与应用

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1、天津大学硕士学位论文基于小波变换的机械振动信号分析算法研究与应用姓名：张明娟申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：刘开华2011-12摘要随着科学技术的不断进步，机械设备向着复杂化、综合化、自动化和高速化的方向发展，且机械设备的健康状态也变得越来越重要。由于机械振动信号携带着设备工作状态的重要信息，能够直接反映出系统的运行状况，所以人们开始对振动信号进行深入分析与研究，提取其中有用信息，为系统的健康监测提供有力依据。目前，对振动信号进行处理的方法有多种，应用最广泛的就是小波变换。小波变换是一种多分辨率分析的处理方法，具有时频

2、域局部化的能力，可以对非平稳、非周期的振动信号进行有效的处理，使故障特征突显出来，具有“数学显微镜”的美称。因此，本文选用小波变换信号处理算法来对机械振动信号进行分析。作为课题“数据采集信号处理系统”的～部分，本文通过对现有故障诊断方法和机械信号特征的分析，采用了小波变换对机械振动信号进行处理，并提取其特征信息，为故障诊断提供重要的判断依据。在进行小波变换处理时，重要的步骤就是决定小波基函数，对此本文进行了全面的研究，并确定了选择原则。随后深入研究了小波变换算法的DSP实现及相应的优化措施，并对优化效果进行了分析对比。最终，代码执行速

3、度可达195k采样点／s。实验结果表明：经过优化后的算法能够准确并实时地处理振动时频信号以满足课题的要求。关键词：机械振动信号；故障诊断；小波变换；算法优化；DSPABSTRACTWiththerapidimprovementofscienceandtechnology,machineryequipmentisbecominghigh-speed，integrated，automatedandcomplex．Andthehealthstatusofmechanicalequipmentisbecomingmoreandmoreimpo

4、rtant．Themechanicalvibrationsignalcandirectlyreflecttherunningstatusofthesystem,becauseitcarriesimportantinformationofthemechanicalequipment’Sworkstate．Therefore，peoplebegintoanalyzeandresearchthevibrationsignaldeeply．Subsequently,usefulimformationisextractedfromthesaid

5、signal．Theseresultscanprovideastrongevidenceforhealthmonitoringofsystem．Therearealotofmethodstoprocessthesignals，includingthewavelettransformwhichisusedwidely．Wavelettransformisaprocessingmethodwiththecharacteristicofmulti．resolutionanalysis，andhastheabilityoflocalizing

6、informationintimedomainandfrequencydomain．Thenon-stationarysignalsandtheaperiodicvibrationsignalscanbeeffectivelyprocessedbythismethod．Inaddition，WaveletTransformcanhighlightthefaultfeature．Soithasthereputationof“MathematicalMicroscope”．Accordinglly,wavelettransformisus

7、edtoprocessandanalysethemechanicalvibrationsignalsinthisthesis．Asapartofthesubject‘'DataAcquisitionandSignalProcessingSystem”，wavelettransformisadoptedtoprocessthemechanicalvibrationsignalsbasedonanalysisoftheexistingfaultdiagnosismethodandmechanicalsignalfeatureinthisd

8、issertation．Andthen，thecharacteristicinformationisextracted，whichprovidesanimportantjudgmentforfaukdiagnosis．W