基于时间-小波能量包络谱的滚动轴承特征提取-论文.pdf

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1、34錾第3报Vo1．34NO．320116月J()URNAI()FIIA()N1N(SHIHUAUN1VERS¨、YJun．2O14文章编号：1672～6952(2Ol4)030075—04基于时间一小波能量包络谱的滚动轴承特征提取周伟强，侯立刚，苏成利(辽宁石油化工大学信息控制工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：研究了传统包络谱方法在滚动轴承故障诊断中不能准确提取故障特征的问题，提出了一种基于能量和包络谱相结合的时间一小波能量包络谱分析法。用两种方法对滚动轴承各部位采集到的数据进行了分析对比，结果表明，时间一小波能量包络谱分析

2、法比传统包络谱方法能更好和准确地提取出滚动轴承故障的特征频率。关键词：故障诊断；时间一小波能量包络谱；包络谱；滚动轴承；特征提取中图分类号：TE242文献标志码：Adoi：10．3696／j．issn．1672—6952．2014．03．019FeatureExtractionoftheRollingBearingBasedonTime—WaveletPowerEnvelopeSpectrumZhouWeiqiang，HouLigang，SuChengli(SchoolofInJbrmorionandControlEngineer

3、ing，LiaoningShihuaUniversity，FushunLiaoning113001，China)Abstract：Thetraditionalenvelopespectrummethoddoesnotaccuratelyextractingcharacteristicproblemsinrollingbearingfaultdiagnosis，SOanewenergyandenvelopespectrumbasedonacombinationoftimewaveletenergyenvelopespectruman

4、alysiswasdeveloped．Thevariouspartsofrollingcollecteddatathetwomethodswereanalyzedandcompared，andshowthattheproposedmethodwasbetterthanthetraditionalenvelopespectrumandcouldaccuratelyextracttherollingbearingfaultcharacteristicfrequency．Keywords：Faultdiagnosis；Timewavel

5、etenergyenvelopespectrum；Envelopespectrum；Rollingbearing；Featureextraction滚动轴承的运行状态对整台机器及所属系统的通过试验验证了这种方法的可行性。运行都有很大影响，如果滚动轴承发生故障或损坏，就会产生安全隐患、造成经济损失，甚至会威胁到人1时间一小波能量包络谱身安全，因此，预测滚动轴承的运行状况有着重要的对采集到信号s()进行小波变换为：意义。随着科学技术的发展，对于滚动轴承的故障诊√∞㈩(、“)出(1)．断，人们使用了很多新的信号分析和处理方法E2]，其式

6、中，a为尺度因子(a>0)，b为平移因子，(f)中，小波变换因其具有时频转换和多分辨率等优点，受到了广泛的关注l3j。在小波变换应用到故障诊为基本小波或小波母函数，f1为(￡)经过断的基础上，包络谱方法的细化能力和小波能量伸缩和平移变化而形成的函数子波簇。方法的能量集中理论因其各自的优点得到了很信号S()是能量有限的函数，即满足：多的应用。lis()I。dt<+∞(2)为了更好地从复杂信号中提取出轴承的故障特征频率，本文在小波能量理论和包络谱优点的基础式中，t为时间，S；为信号持续时间，S。上，提出了时间一小波能量包络谱信号分析方

7、法，并从小波变换过程中的能量守恒，可得到：收稿臼期：2(¨1030l修回日期：2Olq()4～15基金项目：辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划项目(IJQ2011032)；辽宁省科技攻关项目(2011216011)。作者简介：周伟强(1983一)，男．硕士研究生，从事工业过程的先进控制及应用的研究；Email：zhouweiqiang@126．com。通信联系人：侯立刚(1963)．男．硕士，教授．从事工业过程的先进控制及应用的研究；E—mail：houligang@126．con-i。引毪㈩一I㈦式中，R为小波允许性条件，且R一

8、II叫lf()l。dw<十∞式中，(叫)为小波函数()的傅里叶变换。式(3)可变化为：图1滚动轴承试验台2．2滚动轴承故障理论分析；2dr一去(da)d6轴承不同元件故障特征频率的理论计算方(4)法l1如下：令一(1一dc。s⋯)r：ct一E(6)