機(jī)械設(shè)備診斷的現(xiàn)代信號(hào)處理方法
定 價(jià):29 元
- 作者:樊永生
- 出版時(shí)間:2009/5/6
- ISBN:9787118062779
- 出 版 社:國(guó)防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TJ6
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《機(jī)械設(shè)備診斷的現(xiàn)代信號(hào)處理方法》針對(duì)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與早期故障診斷,介紹機(jī)械動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號(hào)處理方法和設(shè)備故障特征提出的一些新理論與新方法,著重介紹小波包絡(luò)分析、小波奇異性檢測(cè)、盲信號(hào)分離理論、雙線性時(shí)間一頻率分析、時(shí)頻分布的快速計(jì)算等現(xiàn)代信號(hào)處理及檢測(cè)的理論和算法。并以齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)與早期故障診斷為應(yīng)用背景,通過(guò)大量故障診斷實(shí)例對(duì)上述理論與算法在故障特征提取中的應(yīng)用進(jìn)行了較深入的分析和探討。
《機(jī)械設(shè)備診斷的現(xiàn)代信號(hào)處理方法》可作為從事信號(hào)探測(cè)、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的科研人員,以及設(shè)備管理與維護(hù)的工程技術(shù)人員的參考書,也可作為高等學(xué)校高年級(jí)本科生和研究生專業(yè)課教材。
《機(jī)械設(shè)備診斷的現(xiàn)代信號(hào)處理方法》概述盲信號(hào)分離技術(shù);講解小波奇異性檢測(cè)技術(shù);涉及機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控機(jī)理和應(yīng)用;強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代信號(hào)處理理論在故障診斷中的應(yīng)用;以齒輪箱早期故障診斷為例,力求理論聯(lián)系實(shí)際。
第1章 緒論
1.1傳統(tǒng)的故障特征提取方法
1.1.1時(shí)域分析方法
1.1.2頻域分析方法
1.2現(xiàn)代信號(hào)處理方法
1.2.1盲信號(hào)分離
1.2.2短時(shí)傅里葉變換
1.2.3小波變換
1.2.4雙線性時(shí)間-頻率分布
1.2.5雙線性時(shí)間-頻率變換的快速計(jì)算
1.3本書內(nèi)容安排
第2章 信號(hào)源特征分析及提取
2.1引言
2.2齒輪振動(dòng)信號(hào)特征分析
2.2.1齒輪的振動(dòng)
2.2.2齒輪振動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.2.3齒輪典型故障信號(hào)特征
2.2.4齒輪故障對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的影響
2.3軸承振動(dòng)信號(hào)特征分析
2.3.1正常軸承的振動(dòng)信號(hào)特征
2.3.2故障軸承的振動(dòng)信號(hào)特征
2.3.3軸承振動(dòng)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)分析
2.4齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的傳播與測(cè)量
2.4.1振動(dòng)信號(hào)的傳播
2.4.2振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量
2.4.3齒輪箱狀態(tài)信號(hào)的特點(diǎn)
2.5傳統(tǒng)故障特征提取方法及工程應(yīng)用
2.5.1時(shí)域平均技術(shù)[31,126]
2.5.2包絡(luò)分析技術(shù)[1,31]
2.5.3倒頻譜分析[1,31]
第3章 盲信號(hào)分離技術(shù)
3.1引言
3.2盲信號(hào)分離的基本問題
3.2.1線性瞬時(shí)混合模型
3.2.2卷積混合模型
3.2.3盲分離的不確定性[33,39]
3.3獨(dú)立分量分析
3.3.1獨(dú)立性的判定——目標(biāo)函數(shù)
3.3.2獨(dú)立分量分析的實(shí)現(xiàn)
3.4卷積混合模型的盲分離
3.4.1測(cè)量信號(hào)的短時(shí)傅里葉變換
3.4.2頻率域盲分離
3.4.3頻域分離信號(hào)的調(diào)整
3.4.4逆短時(shí)傅里葉變換
3.4.5數(shù)字仿真
3.5盲信號(hào)分離技術(shù)的應(yīng)用
3.5.1齒輪箱振動(dòng)信號(hào)特征及數(shù)學(xué)模型
3.5.2齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的頻域特征及其分離
3.5.3齒輪箱實(shí)驗(yàn)裝置
3.5.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
第4章 小波包絡(luò)分析技術(shù)
4.1引言
4.2小波變換的基本理論
4.2.1小波變換的定義[88]
4.2.2小波變換的特點(diǎn)[60]
4.2.3小波變換的反演及對(duì)基本小波的要求[88]
4.2.4離散小波變換
4.2.5多分辨率分析與二尺度方程
4.2.6Mallat算法…………………
4.3連續(xù)小波變換與包絡(luò)分析
4.3.1Morlet小波
4.3.2Model:小波與包絡(luò)檢波[31]
4.3.3復(fù)Morlet小波包絡(luò)檢波快速算法
4.4工程應(yīng)用
4.4.1Morlet小波包絡(luò)檢波算法在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用
4.4.2Morlet小波包絡(luò)檢波算法在齒輪故障診斷中的應(yīng)用
第5章 小波奇異性檢測(cè)技術(shù)
5.1引言
5.2小波變換的奇異性檢測(cè)原理
5.2.1奇異性的定義
5.2.2小波變換的卷積表達(dá)
5.2.3小波變換的極值點(diǎn)、過(guò)零點(diǎn)與信號(hào)奇異性的關(guān)系[31,60]
5.2.4幾種檢測(cè)局部性能常用的小波[31]
5.3二進(jìn)小波變換的基本理論
5.3.1二進(jìn)小波及二進(jìn)小波變換[60]
5.3.2基于B樣條的二進(jìn)小波函數(shù)與尺度函數(shù)
5.3.3小波多孔算法
5.4小波變換模極大值與奇異性檢測(cè)
5.5小波變換的模極大值去噪算法
5.6小波奇異性檢測(cè)原理的應(yīng)用
第6章 雙線性時(shí)間一頻率變換探測(cè)技術(shù)
6.1引言
6.2雙線性時(shí)間一頻率變換的基本理論
6.2.1雙線性時(shí)間一頻率分布的定義[87]
6.2.2時(shí)頻分布的性質(zhì)
6.2.3多分量信號(hào)的時(shí)頻分布
6.2.4減小交叉項(xiàng)核設(shè)計(jì)[97]
6.2.5常用時(shí)頻分布[83-85]
6.2.6離散時(shí)間Cohen類分布[96,101]
6.3核函數(shù)設(shè)計(jì)與選擇
6.3.1常用時(shí)頻分布特點(diǎn)分析[98,130]
6.3.2核函數(shù)設(shè)計(jì)[130]
6.4應(yīng)用仿真與實(shí)驗(yàn)分析
6.4.1數(shù)字仿真
6.4.2故障檢測(cè)實(shí)例
第7章 雙線性時(shí)間一頻率變換的快速計(jì)算
7.1引言
7.2離散時(shí)間時(shí)頻分布
7.2.1連續(xù)時(shí)間時(shí)頻分布簡(jiǎn)介[83,87]
7.2.2離散時(shí)間時(shí)頻分布
7.2.3無(wú)混疊離散時(shí)間時(shí)頻分布的基本性質(zhì)
7.3離散時(shí)頻分布的快速算法
7.3.1離散時(shí)頻分布的快速算法概述
7.3.2雙線性時(shí)間一頻率分布的核分解
7.4快速算法的應(yīng)用
7.4.1仿真算例
7.4.2齒輪箱早期故障信號(hào)處理
參考文獻(xiàn)
第1章 緒 論
現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備功能越來(lái)越多,結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,長(zhǎng)期運(yùn)行在高速、高溫、重載等惡劣環(huán)境下。一旦關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生故障,不僅會(huì)使設(shè)備受損、產(chǎn)品質(zhì)量下降或生產(chǎn)線停工,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還可能危及職工安全,引發(fā)環(huán)境污染,帶來(lái)嚴(yán)重的社會(huì)問題。因此,設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的研究對(duì)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有重要意義,目前已經(jīng)形成了一門既有理論基礎(chǔ)、又有實(shí)際應(yīng)用背景的交叉性學(xué)科。狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的實(shí)質(zhì)是監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),預(yù)測(cè)設(shè)備的可靠性,及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障,預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢(shì),并提供維修意見和措施。由此可見,設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)應(yīng)包括識(shí)別設(shè)備狀態(tài)和預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)兩方面內(nèi)容。診斷過(guò)程一般分為三個(gè)步驟:①獲取診斷信息;②提取故障特征;③狀態(tài)識(shí)別和故障診斷。獲取診斷信息是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)設(shè)備特征信息進(jìn)行檢測(cè)、分析處理并顯示、存儲(chǔ),是設(shè)備故障診斷的基礎(chǔ)性工作。由傳感器獲取的信息往往特征不明顯、不直觀,需要通過(guò)信號(hào)分析處理方法把獲得的信息進(jìn)行變換處理,從多重分析域、多個(gè)角度分析觀察檢測(cè)信息,提取故障特征信息。信號(hào)處理方法的選擇、處理過(guò)程的準(zhǔn)確性,以及表達(dá)的直觀性都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。狀態(tài)識(shí)別和故障診斷是根據(jù)信息獲取和信號(hào)分析處理所提供的反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的征兆或特征參數(shù)的變化情況,來(lái)判斷設(shè)備工作是否正常。如果存在故障,還要診斷故障的性質(zhì)、產(chǎn)生原因和發(fā)生部位,提出處理意見。因此,故障診斷的關(guān)鍵是從設(shè)備動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)中提取故障特征,借助信號(hào)處理等手段從傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)中提取特征信息和特征量,準(zhǔn)確地進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)與診斷。而信號(hào)處理、特征提取是故障診斷中必不可少的重要環(huán)節(jié)。
1.1傳統(tǒng)的故障特征提取方法
傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法主要是傅里葉分析,傅里葉變換與反變換建立了信號(hào)在時(shí)間域與頻率域之間相互變換的橋梁,提供了信號(hào)的時(shí)域分析和頻域分析兩種方法。因此,傳統(tǒng)的故障特征提取方法有時(shí)域分析方法和頻域分析方法。
1.1.1時(shí)域分析方法
在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中,直接利用時(shí)域振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析并給出結(jié)果,是最簡(jiǎn)單最直接的振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法,特別是當(dāng)信號(hào)中明顯含有簡(jiǎn)諧成分、周期成分或瞬時(shí)脈沖成分時(shí)更為有效。但這種方法要求分析人員具有比較豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。