学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于EMD的故障特征信息提取研究

作　者: 吴小娟
导　师: 黎洪生
学　校: 武汉理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 信息提取经验模态分解方法(EMD) 本征模函数(IMF) 延拓滤波
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 492次
引　用: 12次
阅　读: 论文下载

内容摘要

故障诊断是研究设备运行状态信息的变化,进而识别设备运行状态的科学。在故障诊断中,故障特征信息的提取是其研究的瓶颈,而信号处理技术是提取故障特征信息的核心。在实际应用中,大量的信号都是非平稳和非线性的随机信号。目前对非平稳信号处理的主要技术有:短时傅立叶变换(STFT)、时频分析理论(Wigner-Vill分布)和小波变换(WT),但这些方法都存在一定的缺陷。1998年,美籍华人N.E.Huang等人提出了一种新的处理非线性、非平稳的数据处理方法——经验模态分解方法,简称EMD方法。本论文以旋转机械中的转子不平衡和转子不对中故障信号为研究对象,开展基于EMD故障特征信息提取的研究,主要研究成果如下: 在EMD分解过程中,由于利用三次样条插值函数获取上下包络平均值,因此出现了端点问题。如果对端点不加任何处理,三次样条就会产生大幅度的摆动,这种摆动就会影响到故障信号特征信息提取的准确性。已经存在一些解决方法,这些方法都能有效地控制大幅度的摆动。本文探讨了添加极值点与对称延拓相结合的算法,并利用实验数据证明了这种方法的正确性,从而对EMD分析方法进行了改进。利用改进算法对仿真振动信号进行分析,提取该故障信号的特征信息。将信号EMD分解与IMF组合,实现基于EMD的滤波方法。通过仿真实验及真实数据分析,证明了基于EMD的滤波方法能有效的提取故障特征信息。采用Bently转子试验台作为实验系统,采集转子各种故障状态下的振动信号,利用故障特征信息提取方法对转子不平衡、不对中故障信号进行特征提取。借助ActiveX部件与DDE技术实现MATLAB与VB的混合编程,从而实现基于EMD的故障特征信息提取软件设计。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-15
  1．1 本课题的背景意义  8-9
  1．2 国内外发展状况  9-13
    1．2．1 故障诊断发展状况  9-10
    1．2．2 时频分析方法发展状况  10-13
  1．3 本论文的主要工作  13-15
第2章 EMD方法原理概述  15-20
  2．1 EMD的基本原理  15-17
    2．1．1 本征模函数  15-16
    2．1．2 EMD的分解过程  16-17
  2．2 Hilbert变换和Hilbert谱  17-19
    2．2．1 Hilbert变换的基本原理  17-18
    2．2．2 基于EMD的Hilbert变换  18-19
  2．3 本章小结  19-20
第3章 EMD信号分析方法的改进  20-28
  3．1 EMD信号分析方法的端点问题  20-21
  3．2 针对端点问题的常用算法  21-24
    3．2．1 神经网络延拓算法  21-22
    3．2．2 镜像延拓算法  22-23
    3．2．3 多项式拟合算法  23-24
  3．3 添加极值点与对称延拓相结合算法  24-25
  3．4 四种算法的比较  25-27
  3．5 本章小结  27-28
第4章基于EMD的故障特征信息提取  28-38
  4．1 数据延拓后 EMD分解提取故障特征信息  28-30
  4．2 基于 EMD滤波故障特征信息提取  30-37
    4．2．1 EMD的滤波特性分析  30-34
    4．2．2 仿真振动信号的故障特征提取  34-36
    4．2．3 氧气机轴向振动信号故障特征提取  36-37
  4．3 本章小结  37-38
第5章转子不平衡及不对中故障特征信息提取  38-44
  5．1 实验系统简介  38-40
    5．1．1 Bently转子试验台  38-39
    5．1．2 数据采集系统  39
    5．1．3 传感器测点布置  39-40
  5．2 转子不平衡故障特征信息提取  40-42
  5．3 转子不对中故障特征信息提取  42-43
  5．4 本章小结  43-44
第6章故障特征信息提取软件设计  44-53
  6．1 系统方案设计及各模块功能  44-45
  6．2 软件开发工具  45-48
    6．2．1 Matlab  45-46
    6．2．2 VB  46
    6．2．3 VB与Matlab接口实现的方法  46-48
  6．3 基于EMD故障特征信息提取软件设计  48-51
  6．4 本章小结  51-53
第7章总结与展望  53-55
  7．1 全文总结  53
  7．2 未来展望  53-55
参考文献  55-58
作者在读硕士研究生期间发表的学术论文  58-59
致谢  59

基于EMD的故障特征信息提取研究

内容摘要

全文目录

相似论文