基于共振解调策略的车辆传动轴系故障诊断技术.pdf

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1、硕士学位论文基于共振解调策略的车辆传动轴系故障诊断技术FAULTDIAGNOSISTECHNOLOGYOFVEHICLEDRIVESHAFTBASEDONRESONANCEDEMODULATIONSTRATEGY刘胜捷哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM301.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于共振解调策略的车辆传动轴系故障诊断技术硕士研究生：刘胜捷导师：陈平副教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TM301.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFAULTDIAGNOSISTECHNOLOGYOFVEHICLEDRIVESHAFTBASEDONRESONANCEDEMODULATIONSTRATEGYCandidate：LiuShengjieSupervisor：AssociateProf.ChenPingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineer

3、ingAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要轨道交通车辆走行部传动轴系中的滚动轴承是与运行安全密切相关的部件之一。目前走行部轴承故障的检测多依靠回厂检修，监测轴温来实现，灵敏度低、灵活性差，且很难实现早期故障预警。因此研究可以有效检测走行部滚动轴承早期故障的方法，具有重要的意义。本文提出

4、了利用共振解调策略来进行故障诊断。针对共振解调法在实际应用中存在的问题，提出了基于经验模态分解（EmpiricalModeDecomposition,EMD）和谱峭度的改进方案。本文首先对比了几种滚动轴承故障诊断方法，分析了其中的局限性，以及共振解调策略相对于其它方法的优势。从滚动轴承的故障机理入手，分析了其结构和运行中产生振动的机理，以及故障的几种形式。针对轴承不同的元件故障，分别推导了相应的特征频率公式。接下来根据机电等效原理，通过电路仿真的方式证明了共振解调策略在提取故障冲击信号方面的优越性。针对共振解调策略实际应用中存在广义共振信号频带难

5、以确定的问题，提出了EMD和谱峭度相结合的改进共振解调法。针对EMD方法实际应用中的端点效应问题和模态混叠问题，分别提出了改进镜像延拓和白噪声辅助分析法进行算法改进。利用仿真信号和实测信号对算法进行了验证，其中实测信号包括轴承外圈、内圈和滚动体三个元件的单点故障，结果表明本文提出的方法能够准确检测出实际运行中的轴承在这三个部位存在故障。最后为了使算法更方便应用于工程实际，在MatlabAppDesigner环境下设计的故障诊断系统软件，可以将实测振动数据导入并进行处理。关键词：走行部；滚动轴承；故障诊断；共振解调；经验模态分解；谱峭度‐II‐ 哈

6、尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractRollingbearingsinthedriveshaftsofrunningpartsofrailtransitvehiclesareoneofthecomponentscloselyrelatedtooperationalsafety.Atpresent,thedetectionofbearingfaultsintherunningdepartmentdependsonthemaintenanceofthefactory,monitoringoftheshafttemperature,lowsen

7、sitivity,poorflexibility,anddifficultyinearlywarningoffaults.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythemethodthatcaneffectivelydetecttheearlyfailureoftherollingbearingintherunningsection.Thispaperproposestheuseofresonantdemodulationstrategiesforfaultdiagnosis.Inviewoftheprob

8、lemsexistinginthepracticalapplicationofresonancedemodulationmethod,a