基于最优阈值小波包分析的转子振动信号降噪研究-论文.pdf

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1、第27卷第3期燃气涡轮试验与研究Vol_27．No．3222014年6月GasTurbineExperimentandResearchJun．，2014义簧×囊x萎x荽鎏K×～x必：X必xx)!(X滋戈、K双义xX※××寤×K必≥《·搿《疑》／￡弹》《，《滓警×壤X谱彰>激》强》蔽；＆及弛擎筘部队≯出东青赫猢)；《、0螗一*

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3、诲}摘要：针对采集转子振动信号时信号中往往夹杂着噪声干扰的问题，提出了一种自寻优阈值的小波包降噪方法。该方法可对不同振动信号自寻优地设置阈值，且阈值的选取与所研究的信号有关而与信号长度无关；并根据采样定理计算不同转子转速对应的小波包分解的最低层数。对多种信

4、号进行的降噪研究表明，该方法可有效降低转子振动信号中的噪声干扰。关键词：航空发动机；转子振动；最优阈值；小波包分析；信号降噪；阈值函数；采样定理中图分类号：V235．13文献标识码：A文章编号：1672—2620(2014)03—0022—05DenoisingofRotorVibrationSignalsBasedontheOptimalThresholdWaveletPacketAnalysisZHA0Kai。，LIBen—wei，XUSheng—tian(1．DepartmentofAirborneVehicleEngineering，NavalAeronauticaland

5、AstronauticalUniversity，Yantai264001，China；2．The92635UnitofPLA，Qingdao266300，China)Abstract：Sincetherotorvibrationsignalacquisitionoftenmingledwiththenoiseinterference，aself-opti-mizedthresholdwaveletpacketdenoisingmethodwasproposed．Self-optimizedthreshold，whichwas※×××linkedtothesignalitselfra

6、therthanthelengthofsignal，wassetfordifferentvibrationsignals．Andthelow—．0lestlaye叛r凝of爱waveletpacketwasdecomposedaccordingtotherotorspeed．Theresearchresultsshowthat，thisme※thod，ca≮nr一educeb，thenoisedisturbanceinrotorvibrationsignaleffectively，andhascertainapplica-器渗芳00。tionvalue．∥薮v一。．F×，必×Key

7、words：aero-engine；rotorvibration；theoptimalthreshold；waveletpacketanalysis；signaldenoising；thresholdfunction；samplingtheory1引言模式，提出了基于排列组合熵的SVM故障诊断方法，有效提高了转子故障诊断的准确性。但在振动转子是航空发动机的重要部件，在不同工况下信号的采集过程中，往往会夹杂着其他信号的干运转会产生不同的振动信号，通过研究振动信号可扰，即噪声。如何对振动信号去除噪声，使振动信以得知转子的运转状态。目前，关于转子的研究主号能真实反映转子的运行状态，不仅是

8、数据预处理要是针对不同的振动信号展开各种数据挖掘研究，工作的重要内容，也是对振动信号进行上述研究的然后对转子的运行状态进行评估并预测未来发生前提和基础。的故障，或在故障时对其进行故障诊断等。如文献由于发动机内部结构及工作环境非常复杂，所[1】融合小波能谱熵和支持向量机的特点，提出了基以其振动信号也呈现出非线性和非平稳的特性。于小波能谱熵的SVM故障诊断方法，实现了对未知小波分析是一种时间一频率尺度分析方法，具有多转子振动故障的识别；文献[2】针对转子的多种故障分辨率分析的特点，特别适用于分析发动机转子收稿日期：2013-07—21；修回日期：2014—05—12基金项目：国家自然科

9、学基金青年基金f61102167)作者简介：赵凯(1983一)，男，山东烟台人，博士研究生，研究方向为航空发动机故障诊断、测试与维护技术。第27卷燃气涡轮试验与研究23振动信号这类非线性信号。而小波包作为小波概念在10倍以上。即：如果转速为2000r／min，可知基的推广，能提供一种更加精细的分析方法，因此小波频为33．3Hz，那么最低倍频应在16．7Hz以下，最高包变换也被广泛应用于非平稳信号处理中。如文倍频在333．0Hz以上。采样时间间隔需满足献[5】在小波多分