基于谱相关函数-Wigner-Ville谱的轴承分布故障信号分析.pdf

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1、122上海AEROSPACE航天SHANGHAI第34卷2017年第3期文章编号：1006—1630(2017)03—0i22—09基于谱相关函数一Wigner—Ville谱的轴承分布故障信号分析赵发刚1，王翠珍2，葛钊1，周徐斌1(1．上海卫星工程研究所，上海201109；2．上海航天技术研究院，上海201109)摘要：针对包络解调技术不能有效提取滚动轴承中分布故障特征的问题，利用轴承分布故障振动信号的二阶循环平稳特性，研究了基于谱相关函数的Wigner-Ville谱的时频特征提取方法。与直接Wigne

2、r-Ville分布方法和匹配追踪时频分布方法不具备降噪功能不同，对含噪声的循环平稳信号，先用长数据序列计算得到谱相关函数，可通过计算中的多次平均显著削弱信号中噪声成分，再对谱相关函数作关于循环频率的逆傅里叶变换，得到的Wigner-Ville时频分布计算结果可有效降低噪声的干扰。对有轴承分布故障的振动信号，用滤波器去除一阶循环平稳成分，用获得的基于谱相关函数的Wigner—Ville时频谱消除平稳随机噪声的影响，能有效提取轴承分布故障的二阶循环平稳特征。仿真分析表明：所提方法能有效直观提取轴承分布故障，而

3、普通Winger-Ville时频分布易受噪声影响，包络谱分析结果无法明确轴承分布故障特征。实验结果验证了所提时频算法提取齿轮箱轴承分布故障特征的有效性，而信号包络谱、平滑伪Wigner-Ville时频分布均无法有效提取该特征。关键词：滚动轴承；分布故障；故障诊断；Wigner-Ville谱；谱相关函数；信号分析；特征提取中图分类号：THl33．33文献标志码：ADOI：10．19328／j．cnki．1006—1630．2017．03．017SpectralCorrelationFunction-Wign

4、er-VilleSpectrumbasedSignalAnalysisofBearingDistributedFaultZHA0Fa—gan91，WANGCui—zhen2，GEZha01，ZHOUXu—bin(1．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai201109，China；2．ShanghaiAcademyofSpaceflightTechnology，Shanghai201109，China)Abstract：Tosolvetheprobl

5、emthatthefeaturesofdistributedfaultsofrollingelementbearingsingearboxescannotbeeffectivelyextractedbyenvelopdemodulationtechniques，basedonthesecondordercyclestationarycharacteristicsofvibrationsignalsofbearingswithdistributedfaults，thetimefrequencyfeature

6、extractionmethodofWigner—Villespectrumbasedonspectralcorrelationfunctionwasstudiedinthispaper．DifferentfromthegeneraltimefrequencyrepresentationmethodsofdirectWignerVillespectrumandmatchingtrackingspectrum，thespectrumcorrelationfunctionwasobtainedbylongda

7、taserialscomputationforcyclestationarysignal，inwhichthenoiseinthesignalcouldbedecreasedbythemultiplyaverage．ThentheWinger-VillespectrumgainedbyinverseFouriertransformforcyclefrequency，whichhadreducedthenoisedisturbanceeffectively．Forthevibrationsignalofbe

8、aringwithdistributedfault，thefirstordercyclestationarywasfilteredbythefilter．Theeffectofstationaryrandomnoisewaseliminatedbythespectralcorrelationfunction—Wigner—Villespectrumobtained．Sothefeaturesofthesecondordercy