基于HMM模型的滾動(dòng)軸承故障診斷研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最為常見(jiàn)也是最易損壞的部件之一。滾動(dòng)軸承故障會(huì)導(dǎo)致機(jī)器產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲，甚至引起機(jī)器損壞和人員傷亡等重大事故。因此研究軸承的故障診斷與監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。本文采用隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)對(duì)滾動(dòng)軸承的故障進(jìn)行檢測(cè)和診斷。其基本方法是通過(guò)對(duì)訓(xùn)練信號(hào)進(jìn)行特征提取和標(biāo)量量化,建立具有相應(yīng)狀態(tài)數(shù)和觀察值數(shù)的隱Markov模型,然后利用該模型計(jì)算待測(cè)信號(hào)與訓(xùn)練信號(hào)相似概率根據(jù)相似概率

2、中的最大值及相應(yīng)模型判斷信號(hào)的狀態(tài),從而達(dá)到信號(hào)模式分類(lèi)目的。本文的研究工作是利用HMM進(jìn)行滾動(dòng)軸承的故障部位與故障程度識(shí)別,包括以下內(nèi)容:
　　1)學(xué)習(xí)和研究了HMM的基本理論,探討了HMM解決的問(wèn)題及相關(guān)算法。針對(duì)HMM在故障診斷中的應(yīng)用中存在的問(wèn)題,對(duì)HMM中的相關(guān)算法進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)合HMM在語(yǔ)音識(shí)別中完善的理論及成功的應(yīng)用,分析了HMM在故障診斷識(shí)別應(yīng)用的可行性。
　　2)闡述了滾動(dòng)軸承常見(jiàn)的故障模式及形成原因,對(duì)正

3、常、不同故障類(lèi)型、不同故障程度滾動(dòng)軸承的振動(dòng)特性進(jìn)行了分析。介紹了滾動(dòng)軸承模擬故障試驗(yàn)及其振動(dòng)信號(hào)的采集過(guò)程,采集了正常和外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體的剝落及不同故障程度的滾動(dòng)軸承信號(hào)。
　　3)針對(duì)滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的非平穩(wěn)性、調(diào)制以及易受背景噪聲干擾等特點(diǎn),研究了信號(hào)常用時(shí)、頻域指標(biāo)及小波包能量譜分解,并介紹了相關(guān)特征參數(shù)的物理意義,從不同的角度對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行刻畫(huà)。
　　4)結(jié)合HMM在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用,介紹了具體實(shí)施步驟。