基于EEMD-CWD的齿轮箱振动信号故障特征提取-论文.pdf

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1、第35卷第8期兵工学报Vo1．35No．82014年8月ACTAARMAMENTARIIAug．2014基于EEMD-CWD的齿轮箱振动信号故障特征提取王卫国。孙磊(1．北京理工大学管理与经济学院，北京100081；2．军械工程学院科研部，河北石家庄0500033．总参谋部陆航研究所，北京100121)摘要：为实现齿轮箱故障特征提取，提出一种基于集成经验模态分解(EEMD)和乔一威廉姆斯分布(CWD)的齿轮箱振动信号特征的提取方法。对现场采集的振动信号进行EEMD分解，再对分解得到的固有模态函数(IMF)分量依照峭度

2、准则进行排序，选取峭度指标较大的IMF分量进行CWD分析，最终得到信号的CWD．该方法可以有效抑制由于干扰项引起的频率混叠和干扰问题，有助于将原始信号在时间历程、频率成分和幅值大小3个方面的特征信息同时进行准确提取。利用该方法对实际齿轮发生断齿、裂纹故障进行了实验分析，结果表明：该方法能够全面、有效地提取齿轮振动信号中所蕴含的齿轮箱状态信息，为后续进行齿轮箱状态识别和故障诊断奠定基础。关键词：兵器科学与技术；齿轮箱；集成经验模态分解；峭度；乔一威廉姆斯分布；特征提取中图分类号：TH17文献标志码：A文章编号：1000

3、—1093(2014)08．1288-07DOI：10．3969／i．issn．1000．1093．2014．08．023GearboxVibrationSignalFaultFeatureExtractionBasedonEnsembleEmpiricalModeDecompositionandChoi-WilliamsDistributionWANGWei—guo。，SUNLei(1．SchoolofManagementandEconomics，BeijingInstituteofTechnology，Beiji

4、ng100081，China；2．ResearchDepartment，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，Hebei，China；3．ArmyAviationResearchInstitude，Beijing100121，China)Abstract：Forgearboxfaultfeatureextraction，anovelmethodbasedonensembleempiricalmodedecom-positionandChoi—Williamsdis

5、tributionforgearboxvibrationsignalextractionisproposed．Firstly，vibra—tiondataaredecomposedintoseveralintrinsicmodefunctions(IMF)withEEMD，andIMFsaresortedbykurtosiscriterion，thenCWDisappliedtotheselectedIMFwhichkurtosisislargerthanothers，theChoi—Williamsdistribu

6、tionfeaturesintime，frequencyandamplitudedomainsoftheoriginalsignalcanbeextracted．Onthebasisofdiscussingteethbreakandcrackvibrationfaultmechanismofgearbox，thepro-posedmethodisusedtoanalyzethevibrationsignaloftheactualfaultgearbox．Theresultshowsthatthismethodcane

7、ficientlyextractthefaultinformationandhavegreatimportanceforconditionrecognitionandfaultdiagnosisofgearbox．Keywords：ordnancescienceandtechnology；gearbox；ensembleempiricalmodedecomposition；kurto-sis；Choi．Williamsdistribution；featureextraction收稿日期：2013．11．19基金项目：

8、国家自然科学基金项目(51205405)作者简介：王卫国(1978一)，男，讲师。E-mail：wangweiguohh@163．tom第8期基于EEMD—CWD的齿轮箱振动信号故障特征提取m(t)=((t)+(t))／2．(1)0引言4)(t)减m(t)得齿轮箱是机械设备中应用最为广泛的传动机h(t)=(t)一m(t)．(2)构，由于其自身结