基于最优小波基的轴承故障状态特征提取方法研究.pdf

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时间:2020-03-25

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1、设计与研究Design0ndResearch基于最优小波基的轴承故障状态特征提取方法研究王婕崔玲丽康晨晖(北京工业大学机电学院,北京100124)摘要:针对轴承故障诊断中最优小波基的选取问题,通过计算SUMVAR值选取最优小波基。用不同小波基对轴承故障仿真信号和故障实验信号进行降噪处理,分析降噪后信号与原信号的能量比值,降噪后信号与原信号标准差,峭度等指标,验证所选小波基的优越性。并对使用最优小波基降噪后信号做希尔伯特包络解调分析,结果表明,该方法能准确提取轴承故障特征频率。关键词:最优小波基SUMVAR值小波降噪希尔伯特变换故障特征频率

2、中图分类号:TP391文献标识码:ABearingfaultconditioncharacteristicextractionmethodresearchbasedonoptimalwaveletbasisWANGJie,CUILingli,KANGChenhui(CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,CHN)Abstract:Inbearingfaultdiagno

3、sis,selecttheoptimalwaveletbasisbycalculatingSUMVARvalue.Noiseredue—tionprocessonthebearingfaultsimulationsignalandfaultexperimentalsignalwithdifferentwaveletba—sis,andthendosomeanalysisindicators,suchastheenergyratioofthenoisereductionsignalandtheoriginalsignal,standardd

4、eviationofthenoisereductionsignalandtheoriginalsignal,andkurtosis,andthentheselectedwaveletbasisisthemostoptimalcanbeverified.Theresultshowsthatthismeth—odcanextractfauhfeaturefrequencyafterdoingHilbentransformonthenoisereductionsignalwiththeoptimalwaveletbasis.Keywords:T

5、heOptimumWaveletBasis;SUMVARValue;WaveletNoiseReduction;HilbenTransform;FaultFeatureFrequency轴承发生早期故障时,会产生冲击,但这种局部突术,建立了一种简单、精确和实用的低速重载轴承故障变信号很微弱,常被淹没在正常信号中,用传统的傅里小波分析方法。程军圣等针对滚动轴承故障信号叶变换方法很难识别。小波分析作为新兴的数学分的特点,构造脉冲响应小波,采用连续小波变换的方法支,是一种全新概念的、变分辨率的时频分析方法,即来提取滚动轴承故障振动信号的特征。以

6、上方法对低频信号有较高的频率分辨率,对高频信号有较高均足基于小波分解进行故障特征提取,在此过程中,小的时间分辨率,特别适用于对时变非平稳信号的分析。波基的选择是任意的,而小波基函数具有不唯一性,使基于小波分析进行轴承故障诊断,已有不少学者用不同的小波基分析同一振动信号效果不同。因而,进行了此方面研究。如王丽等人通过使用小波变换的在降噪及信号特征提取过程中,关键问题在于最优小分解和重构算法,对具有故障特征的信号进行重构,再波基的选取。通过希尔伯特变换进行解调和细化频谱分析,有效提本文引人文献[4]提出的SUMVAR这一指标来衡取出噪声掩盖下

7、的滚动轴承故障特征信号。王楠量不同小波基对于分析滚动轴承振动信号的优劣,对等利用小波分解的多层次多频带特性和小波重构技不同小波基求其SUMVAR值,认为SUMVAR值最大北京市教委科技汁划项日(KM200910005007),』匕京巾科技新星计划A类it划项H(2008A014),国家863计划项目(2009AA04Z417),北京叶『属高等学校人才强教计划(PHR20110803)£ull1年幂l朋⋯DesignandResearch设计与研究者为最优小波基;运用最优小波基及其他小波基分别2小波降噪原理对轴承仿真信号及故障实验信号进行小

8、波降噪,分析降噪信号与原信号的能量比值,降噪信号与原信号标对信号去噪实质上是抑制信号中的无用部分,增准差,峭度等指标,通过比较,验证所选择的小波基优强信号中有用部分的过程。信号的性质可以用它的

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