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基于振动信号处理的旋转机械故障诊断

作　者: 刘冬
导　师: 蒋兴浩
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 振动信号处理故障诊断小波分析
分类号: TH165.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 218次
引　用: 5次
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内容摘要

旋转机械作为一种重要的动力装置,广泛应用于发电,舰船,航空等领域,在国民经济中起着极其重要的作用。随着旋转机械机组越来越复杂,对其性能和状态的检测及控制也变得越来越重要。若发生故障,往往会产生错误的监测信号,带来不当的控制等非常严重的后果,因而旋转机械的故障诊断成为了一个比较重要的研究课题。旋转机械的故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程的状态,确定其整体或局部状态是否正常,早期发现故障及其原因,并能预报故障发展趋势的技术。本文主要针对基于振动信号处理的故障诊断进行了相关的研究工作:(1)利用实验室设备,进行了振动实验,采集了不同类型的实验数据,可为仿真计算提供数据。(2)对信号处理的基本流程进行了介绍,以振动信号为例,进行了信号处理的具体举例说明。(3)基于小波分析对振动信号进行了信号处理。基于小波分析在时频分析方面的优势,经过仿真计算,进行了小波基及小波分解尺度的选择,得出了小波变换在振动故障诊断处理方面的可行性。(4)基于美国国家仪器公司(National Instrument, NI)的硬件系统和软件系统,根据前面的理论知识和仿真计算,搭建了振动信号处理和故障诊断平台。这个平台为理论提供了有效的支撑和说明,同时也为后续的改进提供了有力的工具和条件。综上,本课题通过背景研究、理论分析、仿真计算、平台搭建以及实验验证的整套研究,提出了基于振动信号处理的旋转机械故障诊断的框架与方法,同时展望了该方法的发展趋势和方向,在工程应用上具有较大的意义和前景。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章前言  9-14
  1.1 振动信号处理和故障诊断的背景和意义  9-10
  1.2 目前的研究现状和发展趋势  10-12
  1.3 本文的主要工作和创新  12-14
    1.3.1 本文主要工作  12-13
    1.3.2 本文主要创新  13-14
第二章振动实验台位  14-25
  2.1 实验目的和实验装置  14-17
    2.1.1 实验目的  14
    2.1.2 实验装置  14-17
  2.2 实验数据预处理  17-24
    2.2.1 消除趋势误差  18-19
    2.2.2 消除噪声信号和其他力信号  19-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章振动信号的信号处理  25-38
  3.1 信号定义和分类  25-27
    3.1.1 信号的定义  25
    3.1.2 信号的分类  25-27
  3.2 信号处理基本流程  27-37
    3.2.1 模拟信号预处理  27-28
    3.2.2 模数转换  28-35
    3.2.3 数据分析  35-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章小波分析在振动信号处理和故障诊断中的应用  38-55
  4.1 小波变换基本理论  38-48
    4.1.1 傅里叶变换  38-42
    4.1.2 小波变换  42-48
  4.2 信号处理中的小波变换的算法分析  48-53
  4.3 小波变换在振动信号故障诊断中的应用  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章振动信号处理平台开发  55-65
  5.1 虚拟仪器简介  55-59
    5.1.1 虚拟仪器概述  55-56
    5.1.2 NI 公司的硬件介绍  56-57
    5.1.3 NI 公司的软件介绍  57-59
  5.2 基于虚拟仪器的旋转机械振动信号处理台位  59-64
    5.2.1 信号处理与数据采集系统  59-63
    5.2.2 数据和分析结果显示系统  63-64
    5.2.3 数据传输系统  64
    5.2.4 振动信号处理系统  64
  5.3 本章小结  64-65
第六章总结与展望  65-67
  6.1 全文总结  65-66
    6.1.1 工作总结  65
    6.1.2 主要创新点  65-66
  6.2 研究展望  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
攻读工程硕士学位期间已发表或录用的论文  70-71
附件  71-73

基于振动信号处理的旋转机械故障诊断

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