城轨列车走行部滚动轴承故障诊断算法研究

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1、学校代码：密级：公开交乂BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY硕士专业学位论文城轨列车走行部滚动轴承故障诊断算法研究作者姓名张坤工程领域交通运输工程指导教师蔡国强副教授硕士专业学位论文城轨列车走行部滚动轴承故障诊断算法研究作者：张坤导师：蔡国强北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家

2、有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：饮柘导师签名：签字曰期：年石月曰签字日期：上年‘月日7校代妈：密级：公幵北京交通大学硕士专业学位论文城轨列车走行部滚动轴承故障诊断算法研究作者姓名：张坤学号：导师姓名：蔡国强职称：副教授工程硕士专业领域：交通运输工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢本论文是在我的导师蔡国强副教授悉心指导下完成的，蔡国强副教授严谨的治学态度和工作上精益求精的作风，给了我

3、很大的影响。在此衷心感谢蔡老师两年来对我的关心和指导。在论文的选题、研究及实验过程中，姚德臣博士、殷洪军老师均倾注了很大的心血，在此表不衷心的谢意。在论文写作过程中，也得到了实验室其他老师的指导，在此表示诚挚的谢意。在完成实验室工作和撰写论文的过程中，梁瑜、付云骁、杨杰、甄慧、王亚涛、申丽、尹贤贤、刘峰、王辞、朱明、冯帅、郑明明、张晓中及实验室其他同学对我论文的研究给予了热情的帮助，在此对他们表示衷心的感谢。也感谢我的家人和我的朋友，他们对我的关怀和支持使我能够专心完成学业。最后，感谢参加论文答辩和论文评审的各

4、位专家。北京交通大学硕士专业学位论文摘要摘要城市轨道交通作为一种重要的公共交通运输方式，具有运量大、速度快的特点，其运营安全直接关系到乘客的生命安全。城轨列车走行部滚动轴承既是关键部件又是故障易发部件之一，因此，对其开展故障诊断研究具有重要的现实意义。现有的对滚动轴承故障诊断算法多是基于固定工况开展研究，具有一定的局限性。本文采用滚动轴承实验台模拟城轨列车走行部滚动轴承运行的多种工况，采集振动加速度信号进行算法研究，提出了一种基于和的轴承故障诊断算法，验证了算法的有效性，具有较好的应用价值，能够满足现场城轨列车

5、故障诊断的现实需求。本文的主要研究工作包括以下几个方面。基于经验模态分解理论，模拟城轨列车运行工况，提取不同工况下滚动轴承振动信号特征。设计多种工况实验方案，采集不同工况下加速、减速、高速、低速、重载荷、轻载荷、不同状态无故障、内环故障、外环故障、滚动体故障的滚动轴承振动信号，并将振动信号自适应分解成多个本征模函数提取能量矩，结合所提取的时域特征参数方差、偏度、峭度作为故陣辨识特征参数矩阵。提出故陣辨识算法。该算法以遗传神经网络算法作为子分类器，结合算法的思想，构建新的多分类算法以提高分类的准确度。由于算法结合

6、了遗传神经网络算法和理论的优势，能够更准确地辨识不同工况下滚动轴承的故障状态。采用基于和算法对不同工况下的滚动轴承进行故陣诊断。在载荷、速度因素变化的工况下，将算法与遗传神经网络算法对特征参数矩阵的辨识结果进行对比分析，验证了不同工况下算法比传统的遗传神经网络算法均具有更髙的故障辨识能力。关键词：；；城轨列车；滚动轴承：故障诊断北京交通大学硕士专业学位论文北京交通大学硕士专业学位论文：北京交通大学硕士专业学位论文目录目录觀弓研究背景及意义研究现状轴承故障诊断技术的发展振动信号检测法的研究现状论文研究内容及技术路

7、线滚动轴承振动机理及主要故障分析滚动轴承结构滚动轴承振动机理滚动轴承故障类型本章小结滚动轴承故障诊断理论经验模态分解能量矩小波消噪集成学习方法算法遗传神经网络算法本章小结基于的滚动轴承故障特征提取实验方案设计实验平台滚动轴承运行工况设计振动信号采集小波消噪处理北京交通大学硕士专业学位论文目录特征提取时域分析及时域特征提取信号处理及能量特征提取本章小结算法及其在滚动轴承故障辨识中的应用算法算法在滚动轴承故障诊断中的应用算法在滚动轴承故障诊断中的应用算法与算法故障辨识结果对比转速不同工况下的故障辨识结果对比载荷不同

8、工况下的故障辨识结果对比加速度工况下的故障辨识结果对比本章小结结论及展望工作总结研究展望参考文献作者简历及攻读硕士博士学位期间取得的研究成果独创性声明学位论文数据集北京交通大学硕士专业学位论文引言研究背景及意义随着城市化进程飞速发展，出行需求日益增加，城市交通出行面临着巨大的压力。城市轨道交通以其大运量、高速度、安全、准点、低碳的优势，能够在满足人们出行需求的基础上，有效缓解城市交通拥