基于小波與感應(yīng)電機(jī)電流的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)夏障診斷.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)的不斷發(fā)展，設(shè)備日趨大型化、集成化、高速化、自動(dòng)化和智能化。為能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控一些關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況，保證其的正常運(yùn)行，機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷得到了不斷的發(fā)展。其基本任務(wù)是監(jiān)視機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，診斷和判斷機(jī)械設(shè)備的故障并提供有效的排故措施，指導(dǎo)設(shè)備管理和維修。
　　 齒輪傳動(dòng)失效形式相對(duì)比較復(fù)雜，故障形式也多種多樣，且被廣泛應(yīng)用于車輛、機(jī)床、航空、航海等領(lǐng)域中，因此對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)具有重要的

2、實(shí)際意義和重要價(jià)值。在齒輪故障監(jiān)測(cè)與診斷中，齒輪振動(dòng)信號(hào)包含了豐富的故障信息，因而振動(dòng)測(cè)試是采集故障信號(hào)的基本手段。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于傳感器安裝難度較大等不便因素，想獲得很好的振動(dòng)信號(hào)并不容易。近些年來，由于電動(dòng)機(jī)無速度傳感器技術(shù)的發(fā)展，利用電動(dòng)機(jī)電流對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和故障診斷成為了一個(gè)新興的熱點(diǎn)。可以很容易的獲得電機(jī)相電流值，且傳感器安裝十分方便。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)可以很好的反映系統(tǒng)外負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性，通過不同的電流值我們可以預(yù)

3、測(cè)外負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性，這為系統(tǒng)的故障診斷提供了可靠依據(jù)。本文中，通過在任意坐標(biāo)系(d，q)下，建立感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)合加載小信號(hào)模型，并給出了系統(tǒng)遞函數(shù)的表達(dá)式，在理論上說明了，電動(dòng)機(jī)的電流電壓信號(hào)可以反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，從而為利用電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)進(jìn)行故障診斷奠定了基礎(chǔ)。由于齒輪的多種失效形式，因此齒輪的振動(dòng)信號(hào)表現(xiàn)非常復(fù)雜，例如齒輪斷齒、齒根裂紋等，對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響都隨著時(shí)間而改變，表現(xiàn)為非平穩(wěn)性特征，傳統(tǒng)的傅立葉頻譜分析已經(jīng)不

4、能滿足要求，對(duì)故障信號(hào)分析的要求是對(duì)其進(jìn)行高效的時(shí)頻分析，為此本文將采用靈活的小波分析技術(shù)。
　　 在應(yīng)用小波技術(shù)前，需要克服小波分解中產(chǎn)生的增頻和邊界效應(yīng)。對(duì)于增頻現(xiàn)象，采用細(xì)節(jié)信號(hào)求和的方法來解決分解增頻；對(duì)于邊界效應(yīng)問題，采用分段對(duì)稱延拓的方法。通過仿真結(jié)果證明了這兩種方法的可行性，這為我們應(yīng)用小波分解處理非平穩(wěn)信號(hào)提供了有力的支持。
　　 最后，先在感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)合加載小信號(hào)模型的基礎(chǔ)上，利用VC+