基于多重分形的转子故障信号特征研究.pdf

《基于多重分形的转子故障信号特征研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2015年第43卷第9期．．油气田开发工程基于多重分形的转子故障信号特征研究赵占飞梁伟段礼祥(中国石油大学(北京)机械与储运工程学院)摘要：针对转子振动信号非线性较强的特性，将多重分形理论引入到转子振动故障信号的特征提取与识别当中，系统介绍了小波变换模极大值求取多重分形谱及其参数的方法，且对该方法进行了改进，消除了振动噪声信号对多重分形计算过程的干扰，提高了计算结果的准确度；同时，提出了广义维数偏差因子的概念。通过试验证明，将多重分形谱参数与广义维数偏差因子相结合，可以实现转子正常振动信号、不对中故障振动信号以及不平衡故障振动

2、信号的分离。研究内容为旋转机械转子部件的状态监测与故障诊断提供了一种新的方法。关键词：振动信号；故障诊断；多重分形；偏差因子；故障特征；信号分离中图分类号：TH133文献标识码：Adoi：10．16082／j．cnki．issn．1001-4578．2015．09．016Multi-fractalResearchonFeaturesofRotorFaultSignalsZhaoZhan~iLiangWeiDuanLixiang(CollegeofMechanicalandTransportationEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Be

3、ifing))Abstract：Consideringhighnonlinearityofrotorvibrationsignals，themulti—fractaltheoryisintroducedintofeatureextractionandidentificationofrotatorfaultsignals．Thispapersystematicallydescribesthemethodbywhichmulti-fractalspectrumanditsparametersareacquiredbasedonmaximumvalueofwavelettransfor

4、mmodulusandim-provesthemethodtoeliminateinterferencesofvibrationnoisesignalsonmulti—fractalcalculationprocesswithhighaccuracyofcalculationresults．Inaddition，theconceptofgeneraldimensiondeviationfactorisputforward．Testre—sultsshowthat，multi-fractalspectrumparametersandgeneraldimensiondeviation

5、factorscanbecombinedtosepa-ratenormalrotorvibrationsignals，misalignmentfaultvibrationsignalsandunbalancefaultvibrationsignals．Keywords：vibrationsignal；faultdiagnosis；multi—fractal；deviationfactor；faultfeature；signalseparation号特征是转子故障诊断的关键问题。在转子的故障0引言诊断研究中，往往采用其振动信号进行特征提取。然而转子振动信号易受机械结构与工况影响，使

6、其目前，旋转机械被广泛应用于石油石化行业呈现出很强的不稳定性和非线性特征，采用传中。而转子是各类旋转机械的关键部件，由于转子统的信号处理方法很难有效提取出其故障特征。常年高速运转，使得其成为故障高发区。一旦转子D．Logan与P．Purkait等人的研究表明，机械系发生故障，很容易造成人员伤亡及设备损坏等事统振动信号呈现分形特性，利用分形方法可以较为故。因此，对转子系统进行故障特征研究具有准确地提取出非线性振动信号的特征。大多数研究很强的必要性。者采用单一维数分形从整体上刻画信号的不规则故障诊断一般分为2个步骤J：①采用信号处性，但缺乏对信号局部奇异性的描述。多重分形可理工具对所

7、采集的信号进行特征提取；②在特征提以从整体与局部2方面刻画信号特性，提取出的信取的基础上对故障信号进行分类。如何提取故障信号特征具有全面意义--，。基金项目：国家油气重大专项“3500kW级天然气发动机驱压缩机组在注采交变工况下的可靠性评价技术研究”(2011ZX05055)。2015年第43卷第9期赵占飞等：基于多重分形的转子故障信号特征研究当前最常用的多重分形谱计算方法为盒算法，则称(。。，b。)为局部极大模点，称尺度空间但该方法存在着自身不稳定的缺陷。小波变换模极(。。，b