基于小波包分解和希尔伯特黄变换的滚动轴承故障诊断.pdf

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1、中国科学技术大学研究生学位论又基于小波包分解和希尔伯特黄变换的滚动轴承故障诊断作者姓名：熊星学科专业：精密仪器及机械导师姓名：孔凡让教授完成时间：二O一四年五月五日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeRollingbearingfaultdiagnosisbasedonWPD—HHTAuthor’SName：XingXiongSpeciality：PrecisioninstrumentsandmachinerySupe

2、rvisor：Prof．FanrangKong一Finishedtime：May5m，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门

3、或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。导师签名：签字日期：丛!鲍支．堑签字日期：趁!丝』。避V廿I笾(，≈=越新糍摘要在各类旋转机械中，滚动轴承是一种常见的、易损伤的元件，其运行状态会影响到生产实践，有必要对它进行监测和诊断。故障特征的提取是故障诊断的关键，而现代信号处理方法恰在其中起核心作用。传统的时

4、频分析方法，有一定的局限性，不适合分析非平稳、非线性信号。目前常用的时频分析方法有多种，本文简单介绍了相关概念和理论，并讨论了各种方法的适用范围和各自的优缺点。Hilbert．Huang变换方法具有自适应性、完备性和正交性，本文介绍了其的相关原理和算法，其中包括瞬时频率、内禀模态函数、Hilbert谱、Hilbert边际谱。正由于这些特性，Hilbert．Huang变换适用于处理非线性、非平稳信号，其应用领域非常广泛。然而实际的工作情况都很复杂，噪声会淹没故障脉冲，用原始的Hilbert-Huang变换很难得到准确的结

5、果。本文针对希尔伯特黄变换存在模态混叠、内禀模态函数判断依据、低频部分产生无意义的内禀模态函数等问题。通过小波分析与经验模态分解的结合，对希尔伯特黄变换方法进行改进。先用小波包对信号进行分解，进行一层筛选；对筛选后的信号进行重构，然后用经验模态分解方法分解重构信号，继续第二层筛选；最后根据Hilbert谱和Hilbert边际谱，便可诊断出故障。通过将该方法用于仿真和实验信号，结果表明该方法能有效提取周期性脉冲成分并抑制噪声。关键词：滚动轴承经验模态分解小波包分解Hilbert-Huang变换故障诊断AbstractTh

6、erelierbearingisnotonlyoneofthemostordinaryintherotatingmachinery,butalsoisliabletobedamaged．Itisofgreatrealisticsignificancetostudyfaultdiagnosistechnicalforit．Intheprocessoffaultdiagnosis，thekeypo血isextractingfaultfeaturefromthefaultvibrationsignals．Andthemode

7、rnsignalprocessingtechnologyusedintheextractingprocessplaysacentralrole．Thetraditionaltime—frequencyanalysismethodshavesomelimitationsforthenon-stationaryandnon—linearsignals．Thispaperbrieflydescribesconceptsandtheoriesofthemostcommonlyusedtime—frequencyanalysis

8、method，thenitdiscussesthescopeofapplicationofvariousmethodsandtheiradvantagesanddisadvantages．Followedbytheintroductionoftheinstantaneousfrequency,theintrinsicmodefun