基于FrFT滤波的滚动轴承无转速计阶比分析

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1、分类号：学校代号：１０１５０ＵＤＣ：：：２０１５２１５５密级学号义盖交遽乂＃硕士学位论文基于ＦｒＦＴ滤波的滚动轴承无转速计阶比分析ＴａｃｈｏｌｅｓｓＯｒｄｅｒＡｎａｌｓｉｓｏｆＲｏｌｌｉｎｙｇＢｅａｒｉｎｏｎｔｈｅＢａｓｉｓｏｆＦｒＦＴＦｉｌｔｅｒｇ学生姓名：ｆｌＭ导师及职称：苑宇副教授学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：状态监测及故障诊断申请学位级别：Ｗ±论文答辩日期：学位授予

2、单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处一，由本人承担切相关责任。学

3、位论文作者签名：％曰期：Ｍ／ｇ年６月Ｋ曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论女工作成杲时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。水人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位

4、论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务、缩，也可以采用影印印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）ｒ学位论文作者签名：导师签名：＼福日期：＞丨？年６月／ｒ曰日期：年《月／ｒ日摘要摘要滚动轴承不仅是机械设备旋转结构中的重要组成部分并且被广泛应用，其健康状态直接影响整个机械结构的系统性能。据统计，机械故障中高达３０％是由于滚动轴承故障一导致。因此，长期以来，在机械故障监测和诊断领域中直，

5、对滚动轴承故障进行诊断“”。是研宄的重难点尤其是在现今工业４．０智能制造和互联网＋的时代背景下，对于机械状态监测和轴承故障诊断的要求不仅仅局限于满足有效性和准确性，还要求具备高效性和便捷性。由于工业生产中广泛存在转速波动、启停频繁的变转速情况，因此，本一文研宄在变转速下滚动轴承故障诊断的信号分析与处理的方法，并基于此建立套包含传统ＰＣ监测平台和移动客户端的诊断系统。本文利用分数阶傅里叶变换（ＦｒａｃｔｉｏｎａｌＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ，ＦｒＦＴ）滤波实现无转速计阶比

6、分析，首先利用Ｇａｂｏｒ变换与ＦｒＦＴ的旋转关系，确定ＦｒＦＴ的最优滤波阶次，再通过ＦｒＦＴ滤波提取变转速工况下滚动轴承的转频，通过相位差分的方法实现转速估计，。进而完成无转速计阶比分析通过对仿真信号和实测信号的分析，验证了此方法能够有效提取转频，完成转速估计。在无转速计阶比分析的基础上，将传统的功率谱分析和倒谱分析推广到角度域内，形成阶比功率谱和阶比倒谱，目的在于通过结合其各自的优点，克服转速变化带来的频率模糊，更有限的提取滚动轴承微弱故障。利用搭建的滚动轴承故障实验台和ＮＩ

7、硬件采集设备对不同故障类型的滚动轴承进ｒｄ行振动数据采集，并利用ＬａｂＶＩＥＷ和ＤａｔａＤａｓｈｂｏａ分别开发ＰＣ端和安卓手机端的监测系统，满足数据分析和远程监控的设计要求，通过对仿真数据和实验数据进行实测和分析，证明系统运行稳定，滚动轴承故障诊断方法及时有效。关键词：轴承故陣诊断；分数阶傅立叶滤波；无转速计阶比分析ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＲｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇｓａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎａｎｄｂａｓｉｃｐａｒｔｓｉｎｍａ

8、ｎｙｋｉｎｄｓｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｍａｎｙｏｆｔｈｅｄｅｆａｕｌｔｓａｎｄｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｏｓｅｍａｃｈｉｎｅｓｍａｂｅｃａｕｓｅｄｂｂｅａｒｉｎ，ｐｙｙｇｄｅｆｅｃｔｓ．Ｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｍａｃｈｉｎｅｒｒｏｂｌｅｍｓｃａｕｓｅｄｂｂｅａｒｉｎｆａｕｌｔｓｒａｔｅｕｔｏ３０％．ｙｐｙｇｐＴｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ