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小波分析在大中型泵机组状态监测与故障诊断中的应用

作　者: 张飞
导　师: 郑源
学　校: 河海大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 泵机组小波分析信号消噪数据压缩 Lipschitz指数
分类号: TV737
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 292次
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内容摘要

随着人们对水电机组安全可靠性的重视，机组的状态监测和故障诊断研究不断取得进展，各种监测方法和手段不断推陈出新。但是针对大中型泵站机组运行和可靠性研究在国内还处于起步阶段，基于此，结合水利部“948”项目，本文将小波分析理论引入到大中型泵站状态监测和故障诊断中，论文中主要内容包含以下几个方面的问题： (1) 分析了小波变换的基本理论，总结了常用小波基的性质； (2) 对泵机组状态监测和故障诊断过程中，测试对象、测试部位进行了探讨；指出了轴振动和轴承振动测量方式；提出了泵机组振动信号特征的提取方法：基于小波分析的归一化能量特征提取；总结了泵机组振动信号的特点； (3) 研究了小波分析用于泵机组状态监测和故障诊断过程中在数据预处理中的应用——研究表明在数据压缩过程中，针对泵机组大轴摆度信号而言最佳分解层数为3、采用启发式SURE阈值方式；在信号消噪过程中最佳小波基为Db4、阈值策略为Rigrsure、最佳分解层数为4。 (4) 研究了小波系数与奇异性之间的关系，采用基于连续小波变换的模极大值理论对泵机组的主轴摆度信号进行了分析，成功地定位了主轴摩擦所对应的时间和位置。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1 引言  10-11
  2 水电机组状态监测与故障诊断研究现状  11-12
  3 小波分析在水电机组状态监测和故障诊断中应用研究进展  12-16
  4 小波分析在泵机组状态监测与故障诊断中的应用  16
  5 本文研究内容  16-18
第二章小波分析的基本原理  18-33
  1 小波理论的发展  18-19
  2 从傅立叶分析到小波分析  19-28
    2.1 傅立叶分析  19-21
    2.2 窗口傅立叶变换  21-22
    2.3 小波变换  22-25
      2.3.1 连续小波变换  22-23
      2.3.2 离散小波变换  23
      2.3.3 框架与小波框架  23-24
      2.3.4 离散小波变换的逆变换  24-25
      2.3.5 二进小波变换  25
    2.4 多分辨率分析  25-27
    2.5 Mallat分解算法  27-28
  3 常用小波  28-32
    3.1 Haar小波  29
    3.2 Daubechies小波  29-30
    3.3 Mexican Hat小波  30
    3.4 Morlet小波  30-31
    3.5 Symlet小波  31
    3.6 Coiflet小波  31-32
    3.7 常用小波的性质  32
  4 小结  32-33
第三章泵机组振动信号预处理  33-61
  1 泵站机组振动信号测量与特点  33-41
    1.1 测试对象、部位选择和传感器参数  33-34
    1.2 轴的振动测量  34
    1.3 轴承的振动测量  34-37
    1.4 泵机组振动信号特点  37-41
  2 数据压缩  41-47
    2.1 数据压缩中的几个概念  41-43
    2.2 基于小波变换的数据压缩中的几个问题  43
    2.3 基于小波变换的数据压缩步骤  43-44
    2.4 实例──泵机组主轴径向摆度信号压缩  44-47
      2.4.1 分解层数的选择  44-45
      2.4.2 阈值的选取方式  45-47
  3 信号消噪  47-60
    3.1 信号降噪的准则  48
    3.2 小波降噪的数学模型与基本方法  48-49
    3.3 小波域阈值滤波的基本问题  49-50
      3.3.1 阈值函数的选取  49-50
      3.3.2 阈值的确定  50
    3.4 小波滤波的另外两个问题  50-52
      3.4.1 小波基的选择  51-52
      3.4.2 分解层数的确定  52
    3.5 泵机组典型信号处理  52-60
      3.5.1 分解层数的讨论  52-55
      3.5.2 小波基的选取、阈值策略和分解层数的最终确定  55-58
      3.5.3 两种信号处理结果  58-60
  4 小结  60-61
第四章奇异性检测  61-73
  1 信号奇异性刻画与实现  61-70
    1.1 奇异性概念  61-62
    1.2 奇异性检测中的几个问题  62-67
      1.2.1 奇异性两种情况  62-65
      1.2.2 小波基的选择  65-67
    1.3 小波系数对 Lipschitz指数的刻画  67-68
    1.4 Lipschitz指数的算法及实现  68-70
      1.4.1 算法  68-69
      1.4.2 实现  69-70
  2 实例  70-72
  3 小结  72-73
第五章结论与展望  73-75
参考文献  75-80
符号说明  80-81
致谢  81-82
研究生期间发表的论文  82

小波分析在大中型泵机组状态监测与故障诊断中的应用

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