基于小波包熵与EMD的能量算子解调机械故障诊断.pdf

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1、第10期机械设计与制造2015年10月MachineryDesign&Manufacture217基于小波包熵与EMD的能量算子解调机械故障诊断王少锋，王戈，王建国，高琳(内蒙古科技大学机械学院，内蒙古包头014010)摘要：针对在强噪声背景下轴承振动信号的非线性，非平稳性以及调制源微弱难以提取故障特征的问题，提出了一种基于小波包熵值与EMD(经验模态分解)结合的能量算子解调故障诊断方法。该方法首先对信号进行小波包熵值降噪，进而选取相关度最大的IMF(本征模态分量)进行能量算子解调，从而实现了提取该分量下的故障信号的幅值和频

2、率信息。对机械故障振动信号进行实验分析表明，相对于普通Hilbert解调法的运算精度与运算速度满足不了诊断需求的情况下，该方法能够有效解调出故障频率信息，实现对故障类别的推断。关键词：小波包熵值；EMD；能量算子；调制解调；故障诊断中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)10—0217—04BasedontheWaveletPackageEntropyandtheEMDEnergyOperatorDemodulationofMechanicalFaultDiagnosisWANGShao-f

3、eng，WANGGe，WANGJian-guo，GAOLin(InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnologyInstituteofMechanicalEngineering，InnerMongoliaBaotou014010，China)Abstract：Inviewofthebearingvibrationsignalunderstrongnoisebackgroundofnonlinear，non-stationaryandmodulationweakhardtoextract

4、faultfeaturesofthesourceproblem，itproposesawaveletpackageentropyvoguesandtheEMD(empiricalmodedecomposition)combinedwithenergyoperatordemodulationmethodoffaultdiagnosis．Thismethodisfirstlyusedtothesignalwaveletpackageentropyvalueofnoisereduction，andthenselectsreleva

5、ntbiggestIMF(intrinsicmodecomponents)forenergyoperatordemodulation，realizestheextractionfaultsamplitudeandfrequencyinformationunderthiscomponent．ExperimentonmechanicalfaultvibrationsignalanalysisshowthatcomparedwiththeordinaryHilbertdemodulationmethodofcomputingpre

6、cisionandcomputingspeeditCan’ts~isfythediagnosisdemaudconditions，andthemethodcanefectivedemodulationfailurefrequencyinformation，andrealizethefaultcategory．KeyWords：WaveletPackageEntropy；TheEMD；EnergyOperator；Modem；FaultDiagnosis1引言障特征的提取；广义检波滤波解调分析中，去绝对值，检波过程和平方过程都

7、可能产生混频效应，需要选取合适的采样频率嘲；能量机械，石化，国防，运载，能源，冶金等国民经济行业的关键算子解调不仅能够检测出信号的调幅和调频信息，与希尔伯特解机械设备中，由于长期在重载，疲劳，腐蚀，高温等复杂，恶劣的工调法相比还具有运算量小，解调精度高和没有端点、混频效应等况环境下运行，设备中的关键零部件不可避免的会发生不同程度优点，因此目前能量算子解调在故障诊断领域里也取得了相对广的故障，并且故障特征往往被强背景噪声所淹没。而一旦故障积泛的应用。文献喂出一种基于小波变换的能量算子解调法，该方累到一定程度引起机械设备出现事故

8、，将给国家和人民带来巨大的经济损失和人员伤亡。因此，提取强噪声背景下的机械故障特法将信号进行小波变换后对高频频带使用能量算子解调法解调，征，将故障信息从故障信号中解调出来，从而发现和找到故障，是发现故障频率，但是该方法中小波变换会丢失一部分低频信息；目前机械故障诊断的研究重点与难点。文献罔