数据重采样技术在振动信号分析中的应用与试验.pdf

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1、研究与分析2013年第6期(第26卷，总第128期)·机械研究与应用·数据重采样技术在振动信号分析中的应用与试验岳晓峰，李帅(长春工业大学机电工程学院，吉林长春130012)摘要：通过阐述重采样的基本原理以及实现重采样的数学算法，为重采样的实现提供了理论的基础。通过实验仿真，对比重采样前后的功率谱震动图像以及FFT功率谱图像和阶次功率谱图像，验证了阶次分析的可行性和优越性，对非平稳振动信号的处理分析有着极其重要的意义。关键词：重采样；阶次分析；功率谱图中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)06—0024—

2、03ApplicationandExperimentofDataResamplingTechniqueinVibrationSignalAnalysisYUEXiao—feng．LIShuai(ChangchunUniversityofTechnology，AcademyofMechanicandElectronicEngineering，ChangchunJilin130012，China)Abstract：Thebasicprincipleofresamplingandtherealizingoftheresamplingmathema

3、ticalalgorithmareexpatiated，whichprovidesthetheoreticalfoundationforresampling．Throughthesimulationoftheexperiment，contrastingthepowerspectralimagewhichbeforeandafterresampling．contrastingtheFFTpowerspectrumimageandtheorderpowerspectrumimages．thefeasibilityandsuperiorityin

4、theorderanalysisareverified．Theorderanalysisfortheprocessingandanalysisofnon—stationaryvibrationsignalshasveryimportantsignificance．Keywords：resampling；orderanalysis；powerspectrumdiagram1引言2重采样的基本原理变速箱在汽车传动系统中的重要性是不言而喻重采样的原理电路图如图1所示。的，其地位仅次于发动机。通过档位的变换，变速箱可在发动机和车轮之间产生不同的变速

5、比，使发动机的动力性能得到最佳传输。由于变速箱其构成零部件如齿轮、轴承和轴等加工工艺复杂，装配精度高，且常在高速、重载的环境下连续工作，所以变速箱发生故障的概率也较高，此外对变速器性能要求的不断提高，使得其构造系统越来越复杂，从而对其进行精密图1重采样的原理电路诊断分析的难度也越来越大。因此实时在线监测及故障诊断的应用对于变速箱的故障诊断有着十分重由图1可得出，当输入一个X(nT。)时，经过内要的意义，其中变速箱状态检测及故障诊断的有效方插和滤波便会产生，个相位间隔均匀的数据，其中的法之一便是振动分析。(n)是最先输出的，究其原因是因为其相

6、位超在变速箱中，随着转速的变化许多机械特性也发前，v0(n。T)则最后一个输出。下一个(．T)输入生变化，有些机械缺陷的获得需要在转速达到或超过后，最先输出又是VI一．(nT)，最后输出依然是Vo(n，临界转速的条件下。因此在振动测试中对机械进行T)，输出序列U(n)经过如此循环便会产生，然后经过D倍的抽取序列U(n，)被转化成序列Y(n升速或降速是必不可少的。然而每个独立谐波的频)。由于每隔D一1个数据才从序列(n，)中抽带随着转速的变化将会变宽，一些频率分量产生重叠取一个数据，所以不用计算每一个数据，只计算被抽的现象，运用传统的FFvr

7、功率谱进行特征振动分量取出的数据即可，可见确定在什么时候计算哪一个数分析时，分析结果会变得模糊不清。为此必须利用阶据才是重采样技术的关键，由此可得到重采样的实现次分析的方法，将等时间间隔采样的振动信号转化为电路如图2所示。其中什么时候计算由图2中的运等角度间隔采样的振动信号，从而获得不随转速变化算控制来确定，计算哪个数据则决定于滤波器多相分的平稳的振动信号，再利用傅里叶变换分析。振动信量的系数，而多相分量的系数的选择则由图2中的相号的重采样则是该方法中不可或缺的一个环节。收稿日期：2013—09～23作者简介：岳晓峰(1971一)，男，吉林

8、长春人，教授，博士，主要从事机器视觉及智能检测方向的研究工作。·24··机械研究与应用·2013年第6期(第26卷，总第128期)研究与分析位控制来确定。r(f1)：0)：2圳㈩