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基于小波的某水下运载器振动信号的分析研究

作　者: 牛峻峰
导　师: 郑宾
学　校: 中北大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 小波分析水下运载器振动信号特征提取
分类号: U674.941
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水下运载器的隐蔽性对其作战效能是至关重要的。提高水下运载器的隐蔽性的关键是降低噪声,而机械振动引起的噪声是它的主要噪声,因此对水下运载器的振动信号进行研究,通过减小振动来降低水下运载器的噪声具有很现实的意义。水下运载器的振动信号十分复杂,包含了大量运动部件和结构工作情况的信息,因此如果仅仅只从时域或频域对水下运载器的振动信号进行分析,很难确定其工作状态是否正常,而把小波良好的时域分析特性和常规检测方法的频域特性结合起来识别这类信号,提供时频域的综合信息,无疑会提高诊断的准确性和可靠性。本文制定了一套基于小波分析技术的针对某水下运载器振动信号的处理方案,通过对某水下运载器的艉段进行振动实验,采集该水下运载器艉段多种部件组合的振动信号,分别利用常规的信号处理方法、连续小波变换方法和小波包分析方法对采集到的振动信号进行了分析比较。提出了一种基于小波分析且适用于水下运载器振动信号诊断的方法,本文将这种方法称为“趋势——总能级”诊断法。利用这种方法对大量实测数据的处理和分析,最终实现了查找故障振源,优化壳体结构,降低水下运载器噪声的实验目的。从本文的工作中看到,小波技术确实为水下运载器振动信号的诊断提供了强有力的分析手段。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章引言  8-12
  1.1 水下运载器的国内外发展现状  8-9
  1.2 水下运载器减振的意义  9-10
  1.3 小波分析理论的发展与应用  10-11
  1.4 本文研究的主要内容  11-12
第二章常规振动信号处理方法  12-16
  2.1 常规振动信号处理  12-13
    2.1.1 振动信号的预处理  12
    2.1.2 振动信号的时域处理  12-13
    2.1.3 振动信号的频域处理  13
    2.1.4 实验模态参数识别  13
  2.2 傅里叶变换  13-14
  2.3 三分之一倍频程谱  14-16
第三章小波分析的基本原理  16-29
  3.1 小波分析概述  16
  3.2 小波识别原理  16-17
  3.3 小波变换及其工程解释  17-23
    3.3.1 连续小波变换  17-19
    3.3.2 小波包分析  19-21
    3.3.3 小波分析的直观理解及其工程解释  21-23
  3.4 小波分析与傅里叶变换的比较  23-25
  3.5 小波分析的应用技术  25-29
    3.5.1 小波分析用于信号消噪处理  25-26
    3.5.2 小波包分析用于信号的特征提取  26-27
    3.5.3 连续小波变换对信号的发展趋势检测  27-29
第四章实验数据的采集及常规方法处理  29-37
  4.1 实验目的  29
  4.2 某水下运载器振动测试实验  29-32
    4.2.1 实验对象  29-30
    4.2.2 实验装置  30
    4.2.3 测点的布置及传感器的选择  30-32
    4.2.4 实验内容  32
    4.2.5 实验说明  32
  4.3 水下运载器的振动信号的常规方法处理  32-37
    4.3.1 总能级分析  33-34
    4.3.2 频谱图分析  34-37
第五章基于小波分析的水下运载器振动信号处理  37-64
  5.1 小波基的选择  37-39
    5.1.1 Daubechies 小波  37-38
    5.1.2 最佳小波基的选择  38-39
  5.2 连续小波变换的水下运载器振动信号发展趋势检测  39-46
  5.3 相同加速度计振动信号发展趋势分析  46-51
  5.4 不同状态振动信号发展趋势分析  51-54
  5.5 基于小波包分解的水下运载器振动信号特征向量提取  54-60
  5.6 总能级与运行工况的关系分析  60-62
  5.7 小结  62-64
第六章总结  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  68-69
致谢  69

基于小波的某水下运载器振动信号的分析研究

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