小波分析在故障诊断中的应用

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1、Huaqiaouniversity测控系统课程设计题目:基于小波分析的故障诊断院（系）机电及自动化学院专业测控技术与仪器1班学号0911211014姓名李志文级别2009指导老师王启志2012年6月-25-摘要基于小波变换的故障诊断是当前比较热门的一项研究之一，如何快速、准确地提取故障信号，如何准确定位故障的发生点及进行故障的预测是故障分析与检测的关键性问题。本文就此问题展开如下研究。本文详细分析了小波变换的基本理论、小波变换用于故障检测的基本原理。介绍了几种常用的小波及其应用特点。通过实例分析比较不同小波类型的应用特点，通过对他们的优缺点的了解，能够在不同的环

2、境下选取合适的小波类型进行故障检测，同时针对不同的着重点选取恰当的小波。关键词：小波分析，故障检测，小波基选取，奇异性ABSTRACTFaultdiagnosisbasedonwavelettransformisoneofthepopularastudy,howquicklyandaccuratelyextractthefaultsignal,andhowtoaccuratelylocatethefaultoccurredandthefailureoftheforecastsarethekeyissuesoffaultanalysisanddetection.O

3、nthisissue,thefollowingresearch.Inthispaperadetailedanalysisofthebasictheoryofwavelettransform,thebasicprinciplesofwavelettransformforfaultdetection.Severalcommonlyusedwaveletanditsapplicationcharacteristics.Bycaseanalysiscomparingdifferentwaveletcharacteristics,byunderstandingtheirs

4、trengthsandweaknessesindifferentenvironmentstoselecttheappropriatewaveletforfaultdetection,andselecttheappropriatewaveletforadifferentfocus.KEYWORDS:waveletanalysis，defectdetection，waveletbasisselection,singularity-25-目录一、小波分析概述·······································1二、小波分析的兴起及其在故障诊断

5、的应用·················1三、几种常用小波介绍···································3四、小波分析在故障诊断中的应用实例·····················74.1利用小波分析检测传感器故障·························74.2利用小波分析检测信号突变点·························104.3小波类型的选择对检测突变信号的影响·················114.4Daubechies5小波用于检测含有突变点的信号···········18五、心得体会-25-···

6、·······································20六、参考文献··········································21-25-一、小波分析概述小波分析(WaveletAnalysis)即小波变换是80年代中期发展起来的一门新兴的数学理论和方法，它被认为是傅立叶分析方法的突破性进展，它具有许多优良的特性。小波变换的基本思想类似于Fourier变换，就是用信号在一族基函数张成的空间上的投影表征该信号。经典的Fourier变换把信号按三角正、余弦基展开，将任意函数表示为具有不同频率的谐波函数的线性迭加，能

7、较好地刻划信号的频率特性，但它在时空域上无任何分辨，不能作局部分析，这在理论和应用上都带来了许多不便。小波分析优于傅立叶之处在于，小波分析在时域和频域同时具有良好的局部化性质，因为小波函数是紧支集，而三角正、余弦的区间是无穷区间，所以小波变换可以对高频成分采用逐渐精细的时域或空间域取代步长，从而可以聚焦到对象的任意细节。因此，小波变换被誉为分析信号的显微镜，-25-傅立叶分析发展史上的一个新的里程碑。小波分析是一个新的数学分支，它是泛函分析、傅立叶分析、数值分析的最完美结晶；在应用领域，特别是在信号处理、图象处理、语音分析、模式识别、量子物理、生物医学工程、计算

8、机视觉、故障诊断及众多非