基于EMD和Teager能量的滚动轴承故障诊断.pdf

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1、第52卷第1期V01．52No．1农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年1月January2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．01．006基于EMD和Teager能量的滚动轴承故障诊断肖森，于学兵(116023辽宁省大连市大连理工大学能源与动力学院)[摘要]对滚动轴承故障信号进行Teager能量谱分析是一种有效的方法，但是Teager能量算子使用对象为单分量信号。根据EMD(EmpiricalModeDe

2、composition)能够自适应地把信号分解成单分量调制信号IMF(IntrinsicModeFunction)的特点．提出了一种基于EMD和Teager能量的故障诊断方法。通过对EMD分解出的与原信号互相关系数最大的分量作Teager能量谱分析进行诊断。分析了滚动轴承故障实验信号，并与信号的直接Teager能量谱作了比较．验证了该方法的有效性。[关键词]滚动轴承；经验模式分解；Teager能量算子；故障诊断[中图分类号]THl65．3[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2014)01—0024—0

3、4RollerBearingF锄nDiagnosisBasedonEMDandTeagerEnergyXiaoSen，YuXuebing(SchoolofEnergyandPowerEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianCity，LiaoningProvince116023，China)[Abstract]Teagerenergyspectrumanalysisisalleffectivemethodoffaultdiagnosisforrollerbeat

4、ings，thelimitationisthattheTeageralgorithmshouldonlybeappliedtosinde—componentsignals．Theempiricalmodedecomposition(EMD)methodcandecomposeasignalintointrinsicmodefunctions(IMF)whichalesingle-componentsignals．AnewfaultdiagnosisapproachofrollerbearingbasedonEMD

5、andTeagerenergyispresented．ItcalculatestheTeagerenergyofthehigh-frequencyIMFsderivedfromEMDandthenidentifythefaultcategoriesthroughtheFrouiertransformoftheenergysignal．Theexperimentalresultsvalidatedtheeffectivenessoftheproposedmethod．AcomparisonWasalsomadewi

6、ththeresultoftheTeagerenergyspectrumobtainedfromtheoriginalsignal．[Keywords]rollerbearing；empiricalmodedecomposition；Teagerenergyoperator；faultdiagnosisO引言对振动信号进行分析处理是机械故障诊断技术中的一种有效手段。滚动轴承存在故障时，往往表现出非线性、非平稳特征。传统的信号分析方法对提取故障的非线性、非平稳特征效果较差。为此，如经验模式分解O](EMD，Empi

7、ricalModeDe．composition)、粗糙集

8、2-31、近似熵和样本熵【4．刀、Tea．ger能量算子降101等这些非线性科学的理论和方法被广泛地应用于机械设备故障诊断领域．都取得了很好的效果。EMD是近年来发展起来的一种自适应的分解方法，非常适合非线性、非平稳信号，能把信号分解成从高频到低频的单分量AM—FM信号Ⅲ，即IMF(IntrinsicModeFunction)的叠加。Teager能量算子是一种非线性算子，有很高的时间分辨率，对信号的瞬时变化敏感。非常适合诊断轴承故障中收稿日期：2013一1

9、1-ol修回日期：2013—1l-07的冲击响应。近年来，人们对Teager能量算子进行了不断研究。把其用于包络解调来实现了信号的特征提取⋯1．并对Teager能量算子解调与希尔伯特解调的优劣进行了比较[91。发现有更好的特性。王天金【10l等直接对振动信号进行Teager能量计算，并用能量信号的谱分析进行诊断，也取得不错的效果。但是Teager能量算子适用于单分量信号，