基于lmd与小波去噪相结合的轴承故障诊断方法研究

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1、中文图书分类号：TP277密级：公开UDC：621.3学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于LMD与小波去噪相结合的轴承故障诊断方法研究论文作者：温焕然学科：控制科学与工程指导教师：高学金副教授论文提交日期:2017年4月UDC：621.3单位代码：10005中文图书分类号：TP277学号：S201302156密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于LMD与小波去噪相结合的轴承故障诊断方法研究英文题目：FAULTDIAGNOSISOFBEARIN

2、GBASEDONLMDANDWAVELETDENOISING论文作者：温焕然学科：控制科学与工程研究方向：轴承故障诊断申请学位：工学硕士指导教师：高学金副教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月18日授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的

3、任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：温焕然日期：2017年5月18日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：温焕然日期：2017年5月18日导师签名：高学金日期：2017年5月18日摘要摘要在机械设备中，轴承是其最重要的零部件之一，轴承工作状态的好坏直接影响着整个机械设备的安全与

4、稳定运行。而在实际的生产工况中，轴承的工作环境比较恶劣，经常处在长时间的高速运行中，还往往承受着较大的载荷，导致轴承极易发生故障。据统计，在使用轴承的机械设备中，轴承发生故障的概率要比机械设备中其它部件发生故障的概率大的多。因此，及早地发现轴承中存在的故障，可以避免因为轴承故障的加剧而引起更大的灾难，从而给人们的生命与财产造成损失。面对如此严峻的形式，在对轴承故障做出诊断时，能够快速准确地判别出轴承的运行状态是保证轴承安全运行的核心。基于此，本课题将对轴承的外圈、内圈和滚珠这三类常见故障的识别做出研究

5、，根据轴承故障信号中的特征成分，深入研究其信号去噪过程和故障识别方法。本课题主要做了以下几方面的工作：（1）深入研究轴承故障信号中存在的脉冲冲击特征。在对轴承结构以及运动机理深入研究的基础上，分析了在轴承发生故障时其受力情况以及由此产生的信号特征，分别建立了轴承内圈故障、外圈故障和滚珠故障的振动信号特征模型，并对其进行了深入研究，最后，通过采集真实的轴承故障信号说明故障轴承中存在的冲击特征。（2）针对轴承故障信号中存在的脉冲冲击特征，构造相应的去噪方法。轴承故障信号采集过程中，往往会包含许多噪声，想要

6、获得轴承故障信号中包含的特征成分十分困难。面对这一难题，通过分析LMD方法和小波去噪方法，将二者的优点进行结合，在对小波阈值函数进行了改进的基础上，提出基于LMD与小波去噪相结合的轴承故障信号去噪方法，并通过对比实验，验证了该去噪方法的优越性。（3）研究基于谱峭度和包络谱分析的轴承故障诊断方法。为了准确地确定出轴承故障信号中存在的冲击特征的频率范围，课题采用谱峭度对去噪后的信号进行分析与处理，在此基础上再通过Hilbert解调和谱分析对其进行包络分析，从而实现轴承的故障诊断。最后，将本课题提出的轴承故

7、障诊断方法应用于机械故障模拟实验台的轴承故障诊断中，并将其诊断结果与采用传统方法的诊断结果做了比较，结果表明，本课题提出的轴承故障诊断方法在对轴承的故障诊断中优势明显。关键词：轴承；故障诊断；局部均值分解（LMD）；小波去噪；包络分析-I-AbstractAbstractThebearingisanimportantpartofthemechanicalequipment,andthenormaloperationofthebearingplaysanimportantroleinthesafeand

8、stableoperationofthewholemechanicalequipment.Intheactualproductionprocess,duetotheloadofthebearingislarge,theoperationtimeislong,theworkingenvironmentisbadandotherreasons,thebearingispronetofailure.Accordingtostatistics,intheuseo