一种emd 改进方法及其在旋转机械故障诊断中的应用

《一种emd 改进方法及其在旋转机械故障诊断中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、振动与冲击第３２卷第４期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３２Ｎｏ．４２０１３一种ＥＭＤ改进方法及其在旋转机械故障诊断中的应用１１１２时培明，丁雪娟，李庚，韩东颖（１．燕山大学电气工程学院，秦皇岛０６６００４；２．燕山大学车辆与能源学院，秦皇岛０６６００４）摘要：针对经验模态分解（ＥｍｐｉｒｉｃａｌＭｏｄｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＥＭＤ）中存在的端点效应问题，提出一种波形特征匹配延拓与余弦窗函数相结合的改进方法。首先对信号进行波形特征匹配延拓，

2、实现延拓数据与原信号交界处的光滑过渡，避免边界处瞬时频率的跳跃；其次针对该延拓方法存在延拓误差的问题，对信号加余弦窗处理，将延拓误差控制在信号两端，使其无法（或以较慢速度）向数据内部发展，保证信号有效数据的正确分解，提高信号的分解精度，实现ＥＭＤ算法的改进。通过仿真分析和不对中故障诊断实例研究表明，该方法能较好地抑制ＥＭＤ端点效应，实现旋转机械故障的有效诊断。关键词：ＥＭＤ；端点效应；波形特征匹配；余弦窗；故障诊断中图分类号：ＴＨ１６５；ＴＮ９１１文献标识码：ＡＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆＥＭＤａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ

3、ｒｙｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ１１１２ＳＨＩＰｅｉｍｉｎｇ，ＤＩＮＧＸｕｅｊｕａｎ，ＬＩＧｅｎｇ，ＨＡＮＤｏｎｇｙｉｎｇ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＶｅｈｉｃｌｅｓａｎｄＥｎｅｒｇｙ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｅｎｄｅｆｆｅｃｔｏｆｅｍｐｉｒｉｃａｌｍｏｄｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＥＭＤ），ａｎｏｖｅｌｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄ

4、ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗａｖｅｆｏｒｍｆｅａｔｕｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｃｏｓｉｎｅｗｉｎｄｏｗｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗａｖｅｆｏｒｍｆｅａｔｕｒｅｍａｔｃｈｉｎｇｅｘｔｅｎｓｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅａｓｍｏｏｔｈｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｔｔｈｅｊｕｎｃｔｉｏｎｏｆａｎｏｒｉｇｉｎａｌｓｉｇｎａｌａｎｄｉｔｓｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｊｕｍｐａｔｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｉｍｉｎｇａｔｅｘｉｓｔｉｎｇｅｘｔｅｎｓｉｏｎｅｒｒｏｒｉｎｔｈ

5、ｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｗａｓｐｒｏｃｅｓｓｅｄｗｉｔｈｃｏｓｉｎｅｗｉｎｄｏｗｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｅｒｒｏｒｗａｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄａｔｂｏｔｈｅｎｄｓｓｏｔｈａｔｉｔｃｏｕｌｄｎｏｔｓｐｒｅａｄｏｒｓｐｒｅａｄｅｄａｔａｓｌｏｗｅｒｓｐｅｅｄｔｏｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｉｓｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄａｔａ，ａｎｄｒａｉｓｅｄｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅＥＭＤａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．Ｓｉ

6、ｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｅｘａｍｐｌｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｎｈｉｂｉｔｅｎｄｅｆｆｅｃｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＭＤ；ｅｎｄｅｆｆｅｃｔ；ｗａｖｅｆｏｒｍｆｅａｔｕｒｅｍａｔｃｈｉｎｇ；ｃｏｓｉｎｅｗｉｎｄｏｗ；ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ旋转机械故障诊断中，常常遇到诸如瞬变、调幅或应。另外，在Ｈｉｌｂｅｒｔ变换的过程中也存在端点效应，严调频等非平稳、非线性信号，提取和分析这些信号

7、中的重时会影响整个信号的分析结果。针对这一问题，研［４］特征信息是机械诊断的关键。ＥＭＤ是Ｈｕａｎｇ首先提出究人员已经提出了一些改进方法，如镜像延拓、神经的一种新型的时频分析方法［１］，能将复杂信号分解为［５］［６］［７］网络延拓、相似极值延拓、波形特征匹配延拓、有限个内禀模态函数（ＩｎｔｒｉｎｓｉｃＭｏｄｅＦｕｎｃｔｉｏｎ，ＩＭＦ），适支持矢量回归机［８］等。但是，这些延拓法存在一个共合处理非线性、非平稳信号。自ＥＭＤ方法问世以来，同的问题，就是在延拓后，信号的端点仍然不确定，这它就引起了众多学者的广泛关注，已被应用于结构分