基于Alpha稳定分布参数的齿轮故障建模及检测

发布时间：2017-04-18 12:18

  本文关键词：基于Alpha稳定分布参数的齿轮故障建模及检测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮是机械设备中最常用的部件，，同时它也是齿轮箱中最易发生故障的部件，齿轮能否正常运行直接影响着整个机器的运行状态。因此，在齿轮的研究中对齿轮进行故障检测是必不可少的。 本文通过分析齿轮故障仿真信号及其实际信号的周期脉冲特性和非高斯性，引入Alpha稳定分布这一可用来准确描述具有脉冲特性信号的统计模型。Alpha稳定分布模型是广义化的高斯分布模型，在拟合齿轮故障信号概率密度分布方面具有更高的精度，同时也更加的合理。本文首次利用Alpha稳定分布的定义和性质证明了齿轮振动仿真信号符合稳定分布，为利用Alpha稳定分布模型对齿轮故障进行检测提供了理论基础。 通过仿真和实验分析齿轮故障程度及其他工况条件（如转速、噪声等）对Alpha稳定分布参数和峭度的影响，提出一种基于Alpha稳定分布特征参数和分散系数的设备性能评估方法KLD，在此基础上提出一种基于Alpha稳定分布参数的设备性能评估方法L；通过实验分析验证，该方法对齿轮早期故障脉冲敏感度更高。 基于Alpha稳定分布特征指数，结合自适应小波提出一种早期故障检测方法，并与基于峭度的自适应小波检测方法作对比分析，仿真和实验结果表明该方法可达到很好的故障信号分析效果。该基于Alpha稳定分布特征指数的自适应小波检测方法具有实际应用价值，可较早的检测出齿轮故障信号，避免因故障造成的事故和损失。
【关键词】：齿轮故障 Alpha稳定分布 性能评估 检测方法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 ALPHA 稳定分布模型的国内外研究现状9-10
• 1.3 齿轮故障诊断技术的发展概况10-13
• 1.3.1 齿轮故障诊断技术的发展现状10-11
• 1.3.2 齿轮故障信号处理技术的发展现状11-13
• 1.4 主要研究内容13-14
• 第2章 齿轮的失效形式及振动机理研究14-25
• 2.1 引言14
• 2.2 齿轮故障类型及成因14-16
• 2.2.1 齿轮常见的失效形式14-15
• 2.2.2 齿轮故障的原因15-16
• 2.3 齿轮系统的振动机理分析16-22
• 2.3.1 齿轮的力学振动模型16-18
• 2.3.2 齿轮振动信号的调制现象18-22
• 2.4 齿轮振动信号的仿真22-24
• 2.4.1 齿轮局部故障振动模型22-23
• 2.4.2 齿轮故障仿真过程23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 ALPHA 稳定分布建模及故障性能评估25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 ALPHA 稳定分布理论及齿轮信号建模25-28
• 3.2.1 Alpha 稳定分布25-26
• 3.2.2 Alpha 稳定分布的定义和性质26-27
• 3.2.3 齿轮振动信号的 ALPHA 稳定分布建模27-28
• 3.3 ALPHA 稳定分布参数的物理意义28-32
• 3.4 故障性能评估的影响因素32-39
• 3.4.1 故障程度的影响32-34
• 3.4.2 转速的影响34-38
• 3.4.3 噪声的影响38-39
• 3.5 KLD 和基于 ALPHA 稳定分布参数的性能评估39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 基于 ALPHA 稳定分布参数的自适应小波分析41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 MORLET 小波变换理论41-42
• 4.3 基于 ALPHA 稳定分布参数的自适应小波检测方法42-55
• 4.3.1 齿轮仿真信号的早期故障检验分析43-47
• 4.3.2 实验验证47-55
• 4.4 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马祥华，沈水福，布昭元;齿轮故障诊断专家系统[J];北京科技大学学报;1994年05期

2 赵光辉;设备故障诊断技术及发展[J];电气时代;2004年01期

3 王延春，谢明，丁康;包络分析方法及其在齿轮故障振动诊断中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年01期

4 何芸;设备故障诊断技术[J];甘肃科技;2004年07期

5 陆建湖,黄文,毛汉领;机械设备振动监测与故障诊断的发展与展望[J];广西工学院学报;1998年04期

6 杜设亮,张云,李剑,陈子辰,麦云飞;频谱分析法在齿轮故障诊断中的应用研究[J];机电工程;1999年05期

7 王建平;肖刚;;齿轮传动故障诊断方法综述及应用研究[J];江苏船舶;2008年01期

8 韩捷,张琳娜;齿轮故障的振动频谱机理研究[J];机械传动;1997年02期

9 丁康,朱小勇,陈亚华;齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略[J];振动与冲击;2001年03期

10 郭磊;郝志勇;蔡军;刘波;;汽车变速箱齿轮传动系动力学振动特性的研究[J];振动与冲击;2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 查代奉;基于稳定分布白噪声的信号处理新方法研究[D];大连理工大学;2006年

2 孙永梅;α稳定分布参数估计与谱分析理论及应用研究[D];大连理工大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 周辉;齿轮故障的特征提取与模式识别技术研究[D];郑州大学;2005年

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本文编号：314879