车辆传动系微弱动态信号检测技术研究

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1、山东理工大学硕士学位论文摘要摘要作为中国支柱产业的汽车工业，在中国加入WTO后，会在国民经济中占据举足轻重的地位。传动系统在汽车中承担着传递动力，匹配用户所需的最佳牵引力和车速的任务。它的运行状态的好坏直接影响到整车的动力性、经济性甚至安全性。因此及时对汽车传动系统的工作状态进行检测，以便了解其结构设计是否合理以及系统的零部件运行是否正常，就成为一项十分重要的研究工作。可是，我们所感兴趣的能反映系统设计缺陷以及早期故障的特征动态信号，往往是被系统噪声湮没了的振幅低于系统噪声的微弱动态信号，这些微弱的特征信号是用常规的方

2、法无法检测到的，这就使得对车辆传动系统振动信号的检测分析非常困难。本文正是为了解决此问题立题研究的。本文系统的分析了目前运用较广的几类微弱动态信号检测方法，并对效果较好的时频检测的几种方法(短时傅立叶变换、小波变换、小波包变换)做了理论介绍和工程实现技术的研究。然后，通过对具体振动信号的分析，对这几种时频检测分析方法的特点进行了比较，将它们的概念和方法与工程实际联系起来。针对微弱信号的检测与识别，以谐波小波变换和谐波小波包变换为理论基础，提出频域切片的思想，并推导了频域切片图分析的理论公式，给出其具体的工程实现过程。用

3、频域切片图分析的方法对不同的振动信号分析的结果表明：频域切片图分析可以实现对微弱信号的检测与识别，包括稳定信号、变频信号、变幅信号、混频信号等，具有比较理想的结果。基于Delphi平台，开发了车辆传动系动态信号检测与分析软件，可以实现车辆传动系动态信号的实时采集、在线分析、离线分析、数据文件和分析图表的存储等功能。其中对振动信号的分析功能包括：常规时域分析、针对不同窗函数和可调滑移量的短时傅立叶分析、针对不同数据长度的快速傅立叶分析、针对不同小波函数和可调分解层的小波分析和小波包分析、对指定频带且可调频率分辨率的频域切

4、片分析等。实验结果表明，本软件具有良好的性能，准确识别了混在系统白噪声中的微弱信号，达到了预期的结果，并且它具有良好的扩展性和较高的性价比，适合于实验室及工程人员的开发使用。关键词：车辆，传动系统，微弱信号，谐波小波，信号处理生童些三奎兰堡圭兰篁鎏兰垒!!筌!AbStractTransmissionsystemisanimportantsysteminthevehicleanditsfunctionispassingpowerandprovidingoptimalpullandspeedforvehicle．Itisa

5、veryimportantprojecttojudgewhetherthevehicle’Sstructureisreasonableandtransmission’Spartshavesomefaultsbyvibrationsignal’Sdetectionandanalysis．Butcharacteristicdynamicsignalthatreflectssystemdesigndefectandforepartfaultssometimesisweakdynamicsignalwhoseamplitude

6、islessthansystemnoise’S，andthisweaksignalcan’tbedetectedbygeneralway．Theaimofthispaperistosolvethisproblem．Inthispaper，wefirstintroduceseveralkindsofwidelyusedtime—frequencydetectionwaysofweakdynamicsignal，includingShort—timeFourierTransform，WaveletTransformandW

7、aveletPackTransform．Thenthevibrationsignalisanalyzedbytimeandfrequency．Forweaksignaldetectionandrecognition，theauthorraisestheideaofFrequencySliceAnalysisanddeducesitsformulaandoffersitsconcreterealizingprocess．TheresultsofanalyzingvibrationsignalbyFrequencySlic

8、eAnalysisshowthatFrequencySliceAnalysiscandetectandrecognizeweaksignal，includingsteadysignal，frequencyconversionsignal，amplitudeconversionsignal，mixingsignalandSOon．T