机械故障诊断结课论文

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1、HebeiIniversityofEngineering机械故障诊断学结课作业学院：机电学院专业：机械工程姓名：李晓梅学号：10076130118旋转机械故障诊断中的信号处理技术综述摘要：基于旋转机械在各行业的广泛应用，旋转机械的故障诊断技术也倍受重视，从传统的信号处理方法到现代的信号处理方法，旋转机械故障诊断中的信号处理技术在不断发展，不断创新”综述了旋转机械故障诊断的传统信号处理方法和现代信号处理方法，分析传统信号处理方法和现代信号处理方法的实际应用，并展望了未来旋转机械故障诊断领域的研究方向。关键词：旋转机械；故障诊断；信号处

2、理技术Abstract:Becauserotatingmachinesarewidespreadusedinmanyfields,moreandmoreattentionaredrawnbyfaultdiagnosistechnologyforrotatingmachinery,Fromconventionalmethodstocontemporarymethods,signalprocessingtechnologyinfaultdiagnosisforrotatingmachineryhadbeendevelopedandinn

3、ovatedconstantly.Thetraditionalandmodernsignalprocessingmethodsinfaultdiagnosisofrotatingmachinerywerereviewedinsummary.Practicalapplicationofthetraditionalandmodernsignalprocessingmethodsisanalyzed,andtheresearchdirectioninthefutureinthefieldoffaultdiagnosisofrotating

4、machineryisexpected.Keywords:Rotatingmachineries;Faultdiagnosis;Signalprocessingtechnology1.旋转机械故障诊断的意义随着机械设备向着高速、重载、精密方向发展，对机械传动设备的耍求越來越高。不仅要求机械传动设备能够传递较大的功率和载荷，I肛冃传动系统本身必须具备较好的可靠性，从而降低设备的运营成本并提高设备运营过程中的安全性。在故障诊断的发展过程屮，人们发现最重要、最关键而且也最困难的问题就是故障特征信息提取，具必须借助于信息处理，特别是现代信号

5、处理的理论方法和技术手段，探索故障特征信息提取的途径，发展新的故障诊断理论和技术。2.旋转机械故障诊断的传统信号处理方法以傅里叶变换为核心的经典信号处理方法在旋转机械故障诊断屮发挥了巨大的作用，这些方法包括频谱分析!阶比谱分析、相关分析、细化谱分析、时间序列分析、倒频谱分析、包络分析和全息谱⑴等。这些方法都已被成功地应用到旋转机械故障诊断屮，如MaJ通过对边频带的解调来实现齿轮故障诊断；杨文献等提出了全息动力谱分解技术；孟建等人提出了将多种倍频故障的全息谱分解到多个只含单一故障的全息谱的方法。有的学者还对这些方法进行了理论分析和改进

6、，如卢学军等应用振动、噪声信号频谱分析和相干函数分析技术，从理论上说明变速箱故障诊断技术的依据；金少先等从理论上讨论了齿轮集中缺陷和分布缺陷的频域特征，述结合测试实例，捉出了运用振动信号诊断齿轮故障所注意的问题；丁康等人对解调分析在故障诊断中应用的局限性问题进行了研究；何岭松等对包络检波的数字滤波算法进行了研究;汪世益等提岀了轴承故障诊断的二次FFT分析方法。在基于FT的信号分析方法中，平稳的随机信号常用其二阶统计量来表征:吋域用相关函数，频域用功率谱。功率谱实质上是一种频域的能量密度分布，因此可以把它视为频域分布，相关函数和功率谱

7、Z间也以FT作为联系的桥梁”然而，基于FT的频谱分析技术是建立在信号是平稳性的假设上的，因此具冇较大的缺点：如被分析的系统必须是线性的，信号必须是严格周期或者平稳的，否则,谱分析结果将缺乏物理意义，分析的结果只有频域信息，丧失了时域特征。而大多数旋转机械故障振动信号是非平稳和非线性信号，对这些非平稳信号，出于傅里叶变换的木质缺陷，使得提取的故障特征有缺陷，影响了故障诊断的准确性。3・旋转机械故障诊断的现代信号处理方法3.1高阶谱分析技术功率谱分析的一个最大缺陷是它不包含频率成分间的相位信息，通常也无法处理非平稳和非高斯信号。而实际的

8、振动信号大多是非平稳和非高斯信号，尤其在旋转机械系统发生故障时更是如此。其屮一种非高斯性是各频率成分间的相互关联作用，产生和频与差频成分，称为信号的非线性，对应的相位关系称为二次相位耦合。对于这种非线性现象，功率谱是无能为力的。高阶谱