基于分形的往復(fù)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)分析技術(shù).pdf

1、往復(fù)機(jī)械廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)其狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的研究是目前國(guó)內(nèi)外故障診斷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。由于往復(fù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及部件運(yùn)動(dòng)形式的多樣性，實(shí)際生產(chǎn)急需性能可靠、確診率高的診斷系統(tǒng)，國(guó)外的技術(shù)也不能適應(yīng)國(guó)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展需要。 由于分形學(xué)是一門(mén)新興的學(xué)科，將分形理論應(yīng)用于機(jī)械故障診斷領(lǐng)域，是近年來(lái)學(xué)術(shù)界發(fā)展的新動(dòng)向。針對(duì)往復(fù)機(jī)械故障診斷存在的難題，并結(jié)合分形理論的特點(diǎn)，本文運(yùn)用分形理論對(duì)非線(xiàn)性問(wèn)題的處理方法，以往復(fù)式壓

2、縮機(jī)為例，對(duì)其振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和研究。 首先，我們對(duì)分形理論中提取分維數(shù)的技術(shù)，幾何分維與自然分維等與故障診斷相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行了較為深入了研究，并以計(jì)算關(guān)聯(lián)維數(shù)的延時(shí)嵌入法為主，結(jié)合另外兩種典型的分維數(shù)計(jì)算理論，通過(guò)程序參量分析，信號(hào)降噪，曲線(xiàn)擬合等一系列數(shù)學(xué)方法計(jì)算出不同工況的關(guān)聯(lián)維數(shù)值。并以此作為故障診斷的依據(jù)。 其次，針對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的振動(dòng)信號(hào)的非平穩(wěn)特性進(jìn)行分析，并結(jié)合延時(shí)嵌入法的要求，引入了基于瑪拉特分解和重構(gòu)的

3、小波去噪方法，并利用已知信號(hào)對(duì)去噪效果進(jìn)行分析，得到較好的結(jié)論，保證能夠準(zhǔn)確提取分維數(shù)。 接著，結(jié)合幾種典型的混沌及分叉映射，利用延時(shí)嵌入法編制的程序?qū)σ阎盘?hào)進(jìn)行了仿真研究，并討論了參數(shù)對(duì)關(guān)聯(lián)維數(shù)的影響，提出了影響關(guān)聯(lián)維數(shù)的幾個(gè)重要參量的確定方法和取值范圍，有效簡(jiǎn)化了程序，提高了計(jì)算效率。 最后，針對(duì)不同故障工況，根據(jù)故障狀態(tài)下的振動(dòng)波形比正常狀態(tài)下更為復(fù)雜、更不規(guī)則的特點(diǎn)，分別計(jì)算了各個(gè)測(cè)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)維數(shù)，譜維數(shù)及盒維數(shù)