经验模态分解端点波形延拓改进方法研究

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1、第24卷第4期电子测量与仪器学报24Ⅳ0．42010年4月JoURNALoFELECTRoNIcM雹AsURE【ENTANDINsTRUM臣NT·3l9·D0I：10．3724／SP．J．Il87．2010．00319经验模态分解端点波形延拓改进方法研究木孙华刚1,2冯广斌曹登庆2毛向东(1．总装备部军械技术研究所，石家庄050000；2哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001)摘要：为提高经验模态分解(EMD)的分解精度，针对分解过程中存在的端点效应问题，在对已有波形匹配延拓方法改进的基础上，提出了一种改进后的基于端点波形匹配的经验模态分解方法。通过对齿轮裂纹故障模拟

2、试验结果分析表明，当齿轮转速为600r／min时，5120个实验数据分解时间约为1．2S，所得第6个IMF分量的幅值谱峰值频率为10Hz，对应着系统的回转频率。第2个IMF分量的峰值频率为550Hz，对应着系统的啮合频率。所提出的方法能够分解出齿轮系统的特征分量，具有较高的分解精度和计算效率。关键词：经验模态分解(EMD)；端点效应；波形延拓；裂纹故障模拟；特征分量中图分类号：TN911．7文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．5015Researchontheimprovedmethodoftheendpointwaveextensionofempiricalmo

3、dedecompositionSunHuagang·FengGuangbinCaoDengqingMaoXiangdong(1．OrdnanceTechnicalInstitute，Shijiazhuang050000，China；2．HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001，China)Abstract：Toimprovethedecompositionprecisionoftheempiricalmodedecomposition(EMD)，fortheendef-fectproducedinthedecompositionpr

4、ocessofempiricalmodedecomposition，anewimprovedmethodofempiricalmodedecompositionisfoundedusinganewcutoffconditionduringtheprocessofthedecomposition．Throughtheanalysisonthesignalproducedbytheexperimentwitllthecrackfaultsimulation．theresultsindicatethatthedecomposi—tiontimeforthe5120groupso

5、fexperimentaldataisabout1．2S．TheamplitudeofspectralpeakfrequencyofthesixthIMFcomponentsis10Hz，thatiscorrespondingtotherotationfrequencyofthesystem．AndthepeakfrequencyofthesecondIMFis550Hz，thatiscorrespondingtothemeshingfrequencyofthesystem．Withtheproposedmethod，thechar-acteristicscomponen

6、tsofthegearsystemcanbedecomposed，andithasthehighprecisionandcomputationaleficiency．Keywords：empiricalmodedecomposition(EMD)；endefect；waveextension；crackfaultsimulation；character-isticcomponents1引言信号的信噪比很低。因此，如何从复杂的测试信号中提取出工作齿轮的有效识别特征成为问题的关键。车辆装备齿轮箱内部结构复杂，工作状态多变，而目前机械系统故障诊断中常用的短时傅里叶变结合齿轮运转

7、形式的特殊性，齿轮箱系统的振动检换、Wigner-Ville分布、伪Wigner-Ville分布等时域测信号主要由箱体表面获得，所测得的振动信号是特征值分析和频谱分析方法，特别是在环境噪声较箱体内部各工作部件和外部连接部件共同激励的结强烈的情况下，无法或很难获得理想的滤波和处理果，且受到从激励点到测点传输特性的影响，信号效果，难以检测出信噪比很低的故障特征信号，很成分非常复杂，特别是在整车运行状态下，所测得难客观、准确地描述机械系统的运行状态。本文于2009年12月收到。基金项目：总装通保部理论与论证研究项目(编号：装通[20