基于emd和混沌的分析转子振动故障特征提取与诊断

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1、国内图书分类号：TK267学校代码：10079国际图书分类号：621.1密级：公开工学硕士学位论文基于EMD和混沌分析的转子振动故障特征提取与诊断硕士研究生：韩悦导师：韩中合教授申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理专业：热能工程所在学院：能源动力与机械工程学院答辩日期：2014年03月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex：TK267U.D.C：621.1ThesisfortheMasterDegreeRotorvibrationfaultfeatureextractionanddiagnosisbasedonEMDandchaoticanalysi

2、sCandidate：HanYueSupervisor：Prof.HanZhongheSchool：SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineeringDateofDefence：March，2014Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于EMD和混沌分析的转子振动故障特征提取与诊断》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文

3、中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《基于EMD和混沌分析的转子振动故障特征提取与诊断》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

4、允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打“√”)：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要随着科技的发展，旋转机械不断朝着大型化、高速化和自动化的方向发展。这些发展在提高生产效率的同时，对设备的安全运行也提出了更严格的要求。对旋转设备的故障，尤其是对转子振动故障进行诊断，对保证旋转设备的安全和经济运行有着重要意义。本文研究基于EMD和混沌分析的转子振动故障特征提取与诊断方法，提出了三频段重构方法和混合特征提取模型，并对

5、一些关键问题的解决进行了深入研究。首先针对常见的转子质量不平衡、转子不对中、油膜涡动、动静碰摩四种非线性振动故障，以故障机理为基础，对不同振动故障进行理论分析，得出各故障在时域、频域等方面的特征，明确了振动故障的表现形式，为后续的故障判断提供了参考依据。然后，以EMD信号分解方法为基础，重构三频段信号分量，分析提取高中低频相对能量与能量熵作为故障特征的可行性，指出了该特征提取方法对于转子不对中和动静碰摩故障诊断的不足。通过对故障信号高频分量混沌数值特征分析，得出了高频分量的关联维和最大Lyapunov指数作为特征在区分不对中和碰摩故障中的可行性。随后，通过实验台采集转子信号样

6、本，并提取样本的三频段相对能量、能量熵和高频段混沌数值特征形成特征向量。最后，利用支持向量机方法作为分类理论，并采用决策导向无环图方案构建多分类器，对采集样本进行训练和诊断，分析实验结果得出该诊断方案的优越性。关键词：转子振动；故障诊断；经验模态分解；混沌分析；支持向量机I华北电力大学硕士学位论文AbstractWiththeprogressofscienceandtechnology,rotatingmachineryareconstantlymovingtowardslarge-scale,complex,high-speed,continuousandautomated

7、direction.Thoughthesedevelopmentsimproveproductionefficiency,theyputforwardhigherrequirementsforsafeoperationoftheequipment.Faultdiagnosisforrotatingequipment,especiallyforrotorvibration,isanimportantmeasuretoensurethesafeandreliableoperationoftheequipme