基于二维经验模态的滚动轴承故障诊断研究

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1、密级：公开Ｓ方务养紙遠来４论文类型：应用研究ＳＨＵＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩ巨ＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工程硕壬学位论文基于二维鐘验模态的滚动轴承故障诊断研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦａｕｌｔＤｉａｎｏｓｉｓｏｆＲｏｌｌｉｎＢｅａｒｉｎＢａｓｅｄｇｇｇｏｎｔｈｅＢｉｖａｒｉａｔｅＥｍｐｉｒｉｃａｌＭｏｄｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ培养单位：化械工程学院专业领域：化械工程研究生：赵雜校内导师：陈恩利教授校外导师：耿祥建高工二〇—五年一：月．—．‘■？？－．．—■－？＇－？．？

2、ｒＩ独创性声明本人声明所呈交的论文是我个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１＾１＝标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它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了谢意。签名：赵舰日期：７作Ｍ寺．关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论义的复印件和电子版本，允许论全文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀

3、博硕±学位论文铁文道数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄学院，可１＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可虹公布论义的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此Ｋ规定）作者签名：ｉ＾ｘｎｉ日期：Ｍ与■１．备导师签名：日期：１八１１、１＾Ｉ密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于二维经验模态的滚动轴承故障诊断研究ResearchonFaultDiagnosisofRollingBearingBasedontheBivariateEmpiricalModeDecomposition培养单位：机械工程学院专业领域：机械工程研究生：赵璐校

4、内导师：陈恩利教授校外导师：耿祥建高工二〇一五年一月摘要摘要旋转机械广泛应用于机械、电力、交通、冶金等各领域，因此旋转机械在人类社会的发展中起到重要作用。机械系统在工作中不可避免的会发生振动，一旦发生故障，振动加剧，就会导致事故发生，造成重大损失。因此，研究旋转机械的故障诊断很有必要。滚动轴承作为旋转机械中最关键的部件，在机械系统中发挥不可替代的作用，因此文中以滚动轴承为研究对象，采用基于二维经验模态分解方法对滚动轴承进行故障诊断的应用。研究内容主要包括以下几个方面：(1)针对滚动轴承故障信号的特征，提出基于BEMD的能量算子包络解调的方法。首先应用BEMD将非平稳、非线性的多分量的轴承故障信

5、号分解，得到若干单分量信号，然后利用能量算子对单分量信号进行包络解调，在此基础上，通过包络信号谱得到幅值和频率信息。利用该方法对仿真信号和实测数据进行分析并与直接采用能量算子包络解调方法对比，结果表明基于BEMD与能量算子结合的方法更能有效的提取故障特征频率。(2)研究了基于相对BEMD能量与SVM的故障识别和基于相对BEMD能量与SOM的故障识别。首先将轴承故障信号进行分解，利用各个频段的相对BEMD能量作为特征向量，然后将SVM和SOM作为分类器，判断故障类型和故障程度，获得了很高的识别率，具有一定的工程应用价值。(3)针对轴承振动加速度信号容易受噪声影响，并且具有非线性、非平稳的特性，提

6、出基于BEMD和混沌理论的滚动轴承早期的故障诊断方法。首先，将故障信号进行BEMD分解，得到包含轴承故障信息量最大的固有模态函数，然后利用混沌振子的分岔图找到相图轨迹发生变化的分界值，并将混沌振子的内部激励频率设置为轴承故障特征频率，从而观察混沌相轨迹的变化来检测轴承故障信息，并结合李雅普诺夫指数检测故障信号的存在。此方法简单、快速、在工程中具有很好的实用价值。关键词：二维经验模态分解；相对BEMD能量；支持向量机；SOM；混沌振子AbstractAbstractRotatingmachineryiswidelyusedinmachinery,electricity,transportatio

7、n,metallurgyandotherfields,whichprovesthattherotatingmachineryplaysanimportantroleinthedevelopmentofhumansociety.Themechanicalsystemwillvibrateinevitablyinoperation.Whenfaultoccurs,seriousvibrationwil