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1、碩士學(xué)位論文基于約束ICA的旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷方法研究RESEARCHOFMULTI-FAULTDIAGNOSISMETHEDSOFROTATINGMACHINERYBASEDONCONSTRAINEDICA胡超哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TP277學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.7密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于約束ICA的旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷方法研究碩士研究生：胡超導(dǎo)師：于剛副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機(jī)械電子工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:
2、TP206.3U.D.C:681.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFMULTI-FAULTDIAGNOSISMETHEDSOFROTATINGMACHINERYBASEDONCONSTRAINEDICACandidate：HuChaoSupervisor：AssociateProf.YuGangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicEngineeringAffiliation：Shenz
3、henGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在生產(chǎn)生活中位于關(guān)鍵環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，人們對(duì)它們的可靠性要求非常高，實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)快速故障診斷就變得十分必要和重要。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷多以設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)為載體，通過信號(hào)處理方法，得到感興趣的信號(hào)與信息。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行過程中，由不同的振動(dòng)源激勵(lì)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過系統(tǒng)的混合作用產(chǎn)生傳感器的觀測(cè)信號(hào)。尋找相關(guān)的方
4、法將表征故障類型的信息從觀測(cè)信號(hào)中分離或提取出來(lái)就成為旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障診斷需要完成的任務(wù)。本文以不同類型的混合故障為研究重點(diǎn)，將主要分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械中振動(dòng)信號(hào)的混合形式，根據(jù)齒輪嚙合振動(dòng)模型和軸承的故障響應(yīng)模型，建立旋轉(zhuǎn)機(jī)械混合故障仿真振動(dòng)信號(hào)，使用獨(dú)立分量分析（ICA）方法對(duì)仿真振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行診斷分析，分離出每一個(gè)故障振動(dòng)信號(hào)。通過對(duì)比分析仿真振動(dòng)信號(hào)的分離結(jié)果，說(shuō)明了ICA方法在混合故障診斷方面的不足與局限性。針對(duì)ICA方法在分離過程中存在的問題，考慮旋轉(zhuǎn)機(jī)械中故障零部件與傳感器安裝狀態(tài)之間的空間分布信息和故障信號(hào)本身的時(shí)頻域先驗(yàn)信息，將不同類型的約束條
5、件融入到傳統(tǒng)的獨(dú)立分量分析方法中，形成基于空間約束的獨(dú)立分量分析與基于時(shí)間約束的獨(dú)立分量分析故障信號(hào)提取方法。首先將空間約束條件引入到獨(dú)立分量分析方法中，提出適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的空間約束獨(dú)立分量分析（SCICA）方法；著重說(shuō)明空間約束條件的獲取與處理過程，以及空間約束ICA算法的實(shí)現(xiàn)。然后將故障信號(hào)的特征頻率作為時(shí)間約束條件，將時(shí)間約束條件具體化為時(shí)間參考信號(hào)，引入基于參考信號(hào)的獨(dú)立分量分析（ICA-RT）方法；同時(shí)，使用空間約束條件生成空間參考信號(hào)代替時(shí)間參考信號(hào)，提出基于空間參考信號(hào)的獨(dú)立分量分析（ICA-RS）方法。在齒輪箱動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行
6、實(shí)驗(yàn)，測(cè)試不同類型的混合故障振動(dòng)信號(hào)，使用基于分離思想的ICA方法和基于提取思想的SCICA、ICA-RS和ICA-RT方法對(duì)混合故障信號(hào)進(jìn)行診斷，通過對(duì)比分析不同方法的診斷結(jié)果，可以看出基于約束的ICA方法成功地將故障振動(dòng)信號(hào)提取了出來(lái)，并且空間約束ICA在穩(wěn)定性和精確性方面更為明顯突出。關(guān)鍵詞：混合故障診斷；信號(hào)提??；空間約束獨(dú)立分量分析；基于參考信號(hào)的獨(dú)立分量分析哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractIt’sverynecessaryandimportanttomonitortheconditionofrotatingmachinerya
7、ndconductreal-timefaultdiagnosis,alongwiththerequirementofreliabilityofsomerotatingmachineryonvitalpositionincreasinglyhigh.Rotatingmachineryfaultdiagnosisismostlybasedonvibrationsignalsofequipment,aftersomesignalprocessing,obtaininginterestingsignal.Duringtheoperationprocessoft
8、hemechanicalsystem,vibrationsignalsfromdifferen
