基于hht虚拟信号分析仪在旋转机械故障诊断中应用

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1、第53卷第4期汽轮机技术V01．53No．42011年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2011基于HHT的虚拟信号分析仪在旋转机械故障诊断中的应用詹责基，马里(华北电力大学机械工程系，保定071003)摘要：根据希尔伯特黄变换(Hilbert—HuangTransform，HHT)原理对虚拟仪器设计软件一LabVIEw进行二次开发，实现HHT方法，并设计基于HHT的虚拟信号分析仪。利用BentlyRK一4转子试验台模拟汽轮机转子局部碰摩及油膜涡动故障，并将虚拟信号分析仪运用到对该转子的

2、故障诊断中。通过对转子局部碰摩及油膜涡动故障特征的分析并结合虚拟信号分析仪的分析结果，验证了基于HHT的虚拟信号分析仪可以有效地提取旋转机械故障信息。关键词：希尔伯特黄变换；LabVIEW；旋转机械；信号分析；故障诊断分类号：TH133．33；TV311．3文献标识码：A文章编号：1001-5884(2011)04-0302-03ViaualSignalAnalizerBasedonHHTApplicatedinFaultDiagnosisofRotaryMechanismTANGGui．i．MAW

3、an．1i(MechanicalEngineeringDepartment，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003)Abstract：AccordingtotheprincipleofHilbert-HuangTransform(HHT)，thevirtualinstrumentdesignplatform-LabVIEWhasbeensecondarydevelopedtorealizetheHHTmethodandthenthevirtua

4、lsignalanalyzerbasedonHHTwasdesigned．ByusingtheBentlyRK一4rotortestrig，localrubbingandoilwhirlfaultofsteamturbinerotorwassimulatedandthevirtuaIsignalanalyzerwasusedtothefaultdiagnosis．Combinedthefaultfeaturesoflocalrubbingandoilwhirlwiththeanalysisresul

5、tsresultedbythevirtualsignalanalyzer，theeficiencyofthisanalyzerbasedonHHTextractingfaultinformationshasbeenproved．Keywords：Hilbert-huangtransform；LabVIEW；rotatingmachinery；signalanalysis；faultdiagnosis仪。利用该分析仪对实际转子局部碰摩及油膜涡动故障进0前言行分析，分析结果证明了该分析仪可以有效地提取故

6、障信息。当前，旋转机械设备尤其是汽轮发电机组正朝着大型化、自动化的方向发展，因此对设备运行的可靠性、安全性都1HHT简介提出了更高的要求。旋转机械运行时，如转子发生故障，往往会表现为机械设备的异常振动，并且该振动往往表现出非HHT由经验模式分解经验模态分解(EmpiricalMode平稳性。因此，对大型旋转设备的振动进行监测并对其异常Decomposition，EMD)和Hilbert变换两部分组成，EMD的具振动信号进行分析具有重要的意义⋯。体流程看参考文献】。HHT首先运用EMD方法将信号分希尔

7、伯特黄变换(Hilbert—HuangTransform，HHT)是近解为一组单分量信号称为本征模函数(IntrinsicModeFunc．年来提出的一种非平稳信号处理方法。HHT方法现已被应tion，IMF)和一个残余分量的和。即：用到对机械设备振动信号的分析中，并取得了良好的分析效()=∑c(￡)+r()(1)果。目前，HHT大多是通过Matlab实现，Matlab具有强大的数据分析功能，但其用户界面效果较差。LabVIEW是美国对式(1)中的每个本征模函数C(t)做Hilbert变换，构解NI

8、(NationalInstruments)公司开发的图形化编程软件，它具析函数：有良好的用户界面，LabVlEW的出现大大缩短了项目的开发z(t)=c(t)+jn[c(t)](2)周期，利用LabVlEW可快速的搭建虚拟测试系统，但Lab—得到幅值函数和相位函数为：VIEW中不包含HHT方法。基于此，本文根据HHT方法原(t)=(t)+[c(t)](3)理及其算法流程，对LabVIEW进行二次开发实现HHT方O(trctan[】(4)法．并且利用LabVI设让基于HH