基于EEMD和滑动峰态解调的滚动轴承故障诊断方法研究

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1、密级：公开ufna论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于EEMD和滑动峰态解调的滚动轴承故障诊断方法研究MethodResearchofFaultDiagnoseofRollingBearingBasedonEEMDandSlidingKurtosisDemodulation培养单位：机械工程学院专业：机械工程研究生：杨伟才校内导师：刘永强副教授校外导师：耿祥建教授级高工二〇一八年六月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，除了文中特别加以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

2、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。与我一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：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期

3、：导师签名：日期：摘要滚动轴承是旋转机械应用最为广泛的零部件之一，其工作状态的正常与否直接关系到整台机械设备的可靠性和生产效率。滚动轴承工作环境复杂，其早期故障特征微弱且易被强背景噪声所湮没，造成故障特征提取困难。因此，本文以滚动轴承作为研究对象，深入研究早期微弱故障信号的降噪及故障特征提取方法。主要研究工作如下：（1）针对早期微弱故障信号的降噪问题，提出基于自适应的集合经验模态分解（EnsembleEmpiricalModeDecomposition,EEMD）的降噪方法。首先提出极值点均匀的EEMD自适应参数优化方法，优化白噪声幅值和总体平均次

4、数，提高了分解精度和计算效率；然后提出基于相关峭度和信息熵的模糊综合判定准则来优选IMF分量进行重构实现降噪。结果表明，该方法在优选IMF分量方面的效果要明显优于峭度法和相关系数法。（2）针对早期故障特征提取问题，提出基于改进滑动峰态解调的滚动轴承早期故障特征提取方法。首先以信息熵最小值确定滑动窗宽，然后利用滑动峰态算法计算滑动峰态时间序列实现峰态包络，解决弱冲击信号的包络问题，进而提取弱冲击信号的故障特征。将自适应EEMD和滑动峰态算法进行结合，充分发挥各自的特点，提高诊断精度。通过仿真信号和试验信号分析，验证了本方法的有效性。（3）基于NI平台

5、，将本文提出的新方法开发为轴承早期故障诊断模块。通过大量的试验分析，验证了本系统的可行性和有效性。关键词：滚动轴承；早期微弱故障；自适应EEMD；滑动峰态解调AbstractRollingbearingisoneofthemostwidelyusedcomponentsofrotatingmachinery,anditshealthyconditionplayanimportantroleinthereliabilityandproductionefficiencyoftheentiremechanicalequipment.Theworkinge

6、nvironmentoftherollingbearingiscomplex,anditsearlyfaultfeaturesareweakandeasilysubmergedbystrongbackgroundnoise,whichmakesitdifficulttoextractfaultfeatures.Therefore,themethodsofnoisereductionandfaultfeatureextractionfromearlyweakfaultsignalsofrollingbearingsaredeeplystudiedin

7、thispaper.Themainresearchworkisasfollows:(1)Inordertoreducethenoiseofearlyweakfaultsignals,anoisereductionmethodbasedonadaptiveEEMDisproposed.Firstly,anEEMDadaptiveparameteroptimizationmethodwithuniformextremepointsisproposedtooptimizethewhitenoiseamplitudeandtheoverallaverage

8、numberoftimes,whichcanimprovethedecompositionaccuracyandcompu