基于HHT的管路損傷特征提取及其應(yīng)用研究.pdf

1、近年來全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，管路系統(tǒng)從日常生活、工業(yè)設(shè)備、工程機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)絿李I(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。管路系統(tǒng)是保證設(shè)備正常運(yùn)作的必要組成部分，被稱作工業(yè)設(shè)備的“血管”或“生命線”，是航天航空、交通運(yùn)輸、工程機(jī)械等的重要組成部分。由此可見，管路系統(tǒng)在各種領(lǐng)域都有重要的作用，鑒于此，管路系統(tǒng)的可靠性即健康與否，會(huì)直接影響各領(lǐng)域的生產(chǎn)生活，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至重大事故。
　　HHT是一種適合于非平穩(wěn)信號(hào)的有效分析方法。把HHT變換引入管

2、路系統(tǒng)的非平穩(wěn)信號(hào)分析中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)管路損傷信號(hào)進(jìn)行特征提取，進(jìn)而為航空發(fā)動(dòng)機(jī)管路損傷識(shí)別技術(shù)提供技術(shù)支撐。本文主要完成了如下的研究工作：
　?。?）首先研究了常用的信號(hào)分析法如短時(shí)傅里葉變換、小波變換等，指出這些方法分析非平穩(wěn)信號(hào)的缺點(diǎn)。重點(diǎn)研究了希爾伯特黃變換的原理，研究了HHT的優(yōu)越性。分析了HHT存在的問題，以及這些問題對(duì)數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的影響，包括端點(diǎn)效應(yīng)、模態(tài)混疊、EMD的結(jié)束判據(jù)問題。重點(diǎn)研究了消除端點(diǎn)效應(yīng)和模態(tài)混疊的方法

3、，使用改進(jìn)的EMD算法對(duì)信號(hào)時(shí)行分解，取得了較好的效果。
　?。?）針對(duì)損傷特征提取，研究了EMD濾波特性，以及EMD算法在信號(hào)去噪中的應(yīng)用，利用EMD算法對(duì)原始的信號(hào)進(jìn)行去噪處理。研究了利用EMD對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解，得到本征模態(tài)函數(shù)(IMF)，通過HHT得到Hilbert譜，并對(duì)信號(hào)的Hilbert譜進(jìn)行分析，對(duì)比正常狀態(tài)和損傷狀態(tài)下的不同，得到損傷特征向量。分析方法包括HHT時(shí)頻譜、邊際譜和時(shí)頻熵的分析，從而提取出損傷特征。通過仿

4、真以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析不同特征提取方法的效果。
　?。?）分析航空發(fā)動(dòng)管路損傷的種類以及引起管路損傷的可能原因。通過已搭建航空發(fā)動(dòng)機(jī)管路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)管路各項(xiàng)信號(hào)進(jìn)行采集，其中主要分析管路在正常狀態(tài)和損傷狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)相關(guān)信號(hào)。通過對(duì)采集到的航空發(fā)動(dòng)機(jī)管路信號(hào)進(jìn)行HHT分析，得到不同狀態(tài)下管路的損傷特征。最后研究HHT提取出手損傷特征應(yīng)用。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)管路進(jìn)行損傷的識(shí)別，對(duì)不同的損傷特征通過人