转子系统动静件碰摩故障信号处理方法的研究

转子系统动静件碰摩故障信号

处理方法的研究!

刘献栋

"石家庄铁道学院机械工程系石家庄#$%$$&’(李其汉"北京航空航天大学动力系北京#)$$$*’(

王德友

"

沈阳航空发动机研究所沈阳#))$$)%(摘要由于在转子系统动静件碰摩故障测试信号中背景信号+噪声信号较强#使得在利用小波变换进行故障诊断时#难以得到准确的结果,本文提出了一种信号处理方法#即首先利用测试信号的时间序列重构吸引子的轨迹矩阵#并且对该矩阵进行奇异值分解以剔除背景信号+提取残余信号#然后再对残余信号进行小波变换,利用该方法分别对仿真信号+实测信号进行了处理和分析#结果表明本方法是非常有效的#可对转子系统动静件碰摩故障进行准确地诊断,关键词-转子.故障检测.信号处理.奇异值分解.小波变换

中图分类号-/01

))23引言

小波变换在信号的奇异性检测中有着独特的优点#基于此#文献4)5

对转子系统动静件碰摩故障的仿真数据利用小波变换进行了分析#结果表明小波变换可以有效地用于碰摩故

障的早期诊断,

但是#直接利用小波变换对测试数据进行分析时#发现背景信号+噪声信号的影响很大#无法进行准确诊断,碰摩信号是在动静件碰摩的短时内产生的#它具有频带宽的特点#测试时产生的噪声信号也是宽频带的随机噪声#背景信号是由与转子转速有关的转子不平衡力所引起#它们的频带互相混叠#且不知道碰摩故障信号能量较为集中的频率范围#所以利用传统的滤波方法很难将噪声或背景信号滤掉而仅保留故障信息,在故障诊断领域中#为使故障信息得到加强#常首先使用合适的方法对信号进行预处理#然后再对信号进行

分析467’5,在此#

为使故障信息得到增强#根据背景信号的特点#采用将背景信号提取并剔除这样的信号预处理方法,时域平均处理是从复杂信号中提取周期性背景信号的一种常用方法#文献4&7%5

对信号时域平均处理应用中的一些问题进行了研究,在工程实际中#若信号中周期分量的周期确定得不准#或者周期出现波动#那么利用信号时域平均处理将带来较大

误差485,文献485

提出了利用时间序列重构的吸引子轨迹矩阵奇异值分解进行降噪的方法#该方法可有效地提取光滑的背景信号,在文献485

的基础上#本文提出利用时间序列重构的第)’卷第)期

6$$$年’月振动工程学报9:;<=>?:@A B C <>D B :=E =F B =G G

!收稿日期-)111J $6J 6’.修改稿收到日期-)111J $8J 6&万方数据