基于粒子滤波和小波神经网络的齿轮箱智能检测方法

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2、．齡‘＇．．．卢．＇ｒ－＇：－．鴻巧－‘‘＾、．：＾－ｒｉ沁＇婉皆一＇紫■其记一＾蘇珠蒙尸’．—ｒ－＇’於於－梦鄉巧於黄：ｆ；－－：、参＞：矜皆；票＊，＇．张＇＾谦象声墙藥■－一＾、？．－ｆ，．分类号：ＴＨ１６５＋．３学校代号：１０４９０学号！２０１２０２０４６密级：公；武汉工程大学硕±学位论文基于粒子滤波和小波神经网络的齿轮箱智能检测方法作者姓名：杨诗琪指导教师姓名、职称：陈汉新教授－申请学位类則：工学硕上学科专业名称：化工过程机械研究方向：故障诊断■

3、论文提交日期；月Ｉ日论文答辩日期；嘴年＾月＾日学位授予单位；武汉工程大学学位授予日期；年月日答辩委员会主席：變旬煩IntelligentFaultDiagnosisofGearboxbasedonParticleFilterandWaveletNeuralNetworkAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：ChemicalProcessMachineryCandidate：YangShiqiSupervisor：Prof.ChenHanxinWuhanInstituteofTechnologyWu

4、han,Hubei430073,P.R.China独创性声明本人声明所呈交的学位论义是我个人在导师指导下进行的研究，ｘ作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体己经发娘或撰写过的研究成果。。对本文的研究做巧贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本产明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：２〇／５年户］姻－１学位论文版权使川授权书本学位论文作者完全了解巧校有关保留、使用学位论文的规定，即印仲和化：我校巧权保留并向国家有关部口或机构送交论文的爲－［程子版

5、。本人授权武汉－火学研究化处可Ｗ将本，允许论文被查閒学位论义的全部或部分内容编入有关数扼库进行檢索，可Ｗ采用影印。、缩印或扫描等裳制手段保存和汇编本学位论文。保密〇，在年解密后适用本授化书本论文摇于不保密ｘ／＂＂（请在上方框内打Ｖ）指导教师籍名；学位论文作者签名：柄磅４２〇／醉Ｃ月婚府贫敬ｉ摘要齿轮作为齿轮箱中的重要组成零件，它的作用在于改变转速和传输动力。通常由于齿轮箱中的齿轮及其轴承在长期负载运转下遭受疲劳磨损的原因，从而导致齿轮箱在机械设备中是最容易发生故障的机械设备。因此，对齿轮箱采取故障诊断与状态监测的

6、手段，在机械设备正常运转中具有举足轻重的地位。齿轮箱的故障诊断分为两个部分：故障特征信号的提取和故障信号的诊断分类。故障特征信号的提取是指通过信号处理技术将齿轮箱振动信号的故障特征提取出来。故障信号的诊断分类是指通过信号分析技术，识别齿轮箱的故障特征，以达到齿轮箱故障诊断的目的。在信号的降噪滤波方面，小波变换或者小波包变换有着广泛的应用。在提取到的齿轮箱振动信号中，含有大量非高斯、非线性的噪声信号。采用小波变换设定阀值消噪可能会过滤掉有用信号，导致后续的故障诊断结果出现较大的误差。粒子滤波作为一种信号处理技术在滤波降噪方面也具有良好的表现，尤其是在处理非高

7、斯非线性系统问题时该算法的优势更为突出。但由于粒子滤波算法需采用大量的样本粒子数才能很好地近似估计状态系统，而过多的样本粒子数会产生预测误差积累效应，从而导致系统发散。单一采用上述一种信号处理技术可能会产生滤波效果不明显或者有用信号的丢失现象。本文针对齿轮箱振动信号的非线性、信噪比低等特点，首先采用了粒子滤波技术对信号进行预处理。得到了带有少量噪声信号且不失有用信号的一次滤波信号。然后将一次滤波信号通过小波变换并设定软阀值进行二次消噪，得到最终较为理想的消噪信号。通过分析最终滤波信号的信噪比，结果表明结合了两种信号处理技术得到的齿轮振动信号即保留了较多的有

8、用信号又过滤了大量的噪声信号，减小了消噪误差，提高了后处理中神经网