基于希尔伯特-黄变换的轴承故障诊断

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1、西南交通大学本科毕业设计（论文）基于希尔伯特-黄变换的轴承故障诊断指导教师（签章）评阅人评语评阅人（签章）成绩答辩委员会主任（签章）毕业设计（论文）任务书1、木论文的口的、意义：在经济发展步伐飞快的今天，科学技术的发展水平被作为一个国家综合实力的标志，不论是在航空航天、国防科技还是日常交通工貝牛产当屮，制造业的发展对国家的科淫技术发展冇着很大的影响。在制造业屮，必不可少的生产丄貝就是机械设备，在我们口常的机械设备里面，很多都是运用轴承来进行动力的传递，然而，轴承就是传动件中必不口J少的元件，尤具在旋转机械当中。在机械设备进行工作运

2、转的吋候，各种不定原因会使得轴承收到损害，从而影响机械设备的运转，进而影响牛产工作的进行，导致牛产效率的大大降低，制约经济的发展。因此,对滚动轴承故障进行冇效的前期诊断具冇相当匣要的意义。具冇很好的轴承故障诊断技术相当重耍，以便达到对轴承故障进行前期监测，以此来降低由丁•轴承故障引起的不必要灾难与经济损失。据冇关统计表明，冇效利用轴承故障诊断技术之后，使得由轴承故障引起的予故降低75%以上，维修费也可降低25%—50%,对国家经济发展或者机械行业本身的发展都貝有不可抹灭的效果。滚动轴承的状态监测、故障诊断技术在了解轴承的性能状态和

3、捉前发现潜在故障等方而冇着井常匣耍的作用。所以，为了降低由丁•机械设备故障对经济发展的损失，通过对轴承故障诊断技术的研究，通过前期的检查，将轴承故障引起的损坏在询期解决，以防造成更人损失和事故。所以轴承故障诊断技术的研究具有相当重要的作用。2、学生主要应该完成的任务：（1）阅读与本论文研究课题相关的资料文献。对机械轴承故障类型进行主要了解，掌握引起轴承故障的主要原因所在。（2）了解轴乐故障诊断技术知识，学习轴乐故障的主要诊断方法，分析各种诊断方法在轴承故障诊断工作中的优势与缺陷，与HHT变换法相比较的优缺点。（3）学习运用MATL

4、AB软件，提高运用该软件处理实际问题的能力，运用于论文中，结合希尔伯特-黄变换法对轴乐故障进行诊断分析。（4）学习希尔伯特-黄变换法，掌握具分析处理机械轴承故障的原理，主要对其EMD分解的掌握学习，运用到本论文的轴承故障诊断中。（5）对IIIIT变换方法进行深入研究，熟悉掌握该方法在轴承信号分析中的应用。（6）运用希尔伯特-黄变换，结合MATLAB软件编程分析，分别对故障轴承中外圈、内圈、和滚动体故障进行故障诊断分析。3、论文当中各部分的内容与时间的分配：（共16周）第一部分大量搜集与HHT变换冇关和与轴承故障诊断冇关的资料文献，

5、阅读，并整理出本论文写作所需资料（第1—一3周）第二部分滚动轴承诊断原理的相关研究（第3—一6周）第三部分希尔们特-黄变换在滚动轴承故障诊断屮的原理分析（第6-一9周）第四部分希尔伯特-黄变换在轴承故障诊断运用的实例分析（第9一—13周）第五部分论文总结（第13——14周）评阅及答辩论文的修改整理，答辩材料的准备（第14一—16周）指导教师：年月H审批人：年月口摘要针对口前非平稳信号处理方法效果不理想的情况。N.E.Huang等人在1998年提出了希尔伯特■黄变换(HHT),其关键是利用经验模态分解(EMD),将数据分解为确定的并

6、且通常幅度较小的内在模式函数(IMF),便于希尔伯特变换⑴。本文通过对希尔伯特•黄变换的研究应用，对轴承的故障原因、故障形式、故障诊断方法等诊断基础做了具体研究，通过运用希尔伯特-黄变换方法对其中典型故障形式(滚动体损伤、内圈损伤、外圈损伤)进行深入研究。结合MATLAB软件编程进行时频分析，通过希尔伯特谱反映的丰富物理信息来对滚动轴承故障进行深入分析，通过分析时频特征达到故障检测与监测目的。本文所运用的方法不仅仅适用滚动轴承故障的诊断，还可推广到其他旋转机械故障的诊断。该论文是在前人对希尔伯特■黄变换的研究基础之上，深入对其理论

7、与实际应用的研究，结合MATLAB软件的运用，证明希尔伯特■黄变换在处理非线性不稳定信号中的优越性。同时，也对该方法所存在的缺陷(端点效应、模态混叠等)进行分析，对方法的改进进行一些建议性设计提出，使其在轴承信号处理中具有史优越的效果。木文是在希尔伯特•黄变换的基础上对滚动轴承故障进行的诊断研究，为了使HHT变换在轴承信号处理屮更加便捷，使用MATLAB编程对故障信号进行分析；通过仿真得出的信号包络图屮清晰的具有实际物理意义的信号特征，通过对包络谱的特征分析，得出轴承的故障信号的故障频率值，达到该论文的核心处理结果。关键词：希尔伯

8、特-黄变换；变换经验模态分解；内在模式函数；希尔伯特谱；时频分析Abstract:Aimingatthesituationthattheeffectofnon-stationarysignalprocessingmethodisnotideal.N