基于改進小波包和EEMD的軸承故障診斷-論文.pdf

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1、蘭Q二軸承2014／,~6期CN41—1148／THBearing2014，No．6測量與儀器基于改進小波包和EEMD的軸承故障診斷任學平，龐震，辛向志，邢義通(內(nèi)蒙古科技大學機械工程學院，內(nèi)蒙古包頭014010)摘要：針對軸承振動信號非平穩(wěn)性及工作情況下難以獲得故障頻率，提出一種基于改進小波包和總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EEMD)的軸承故障診斷方法。首先運用改進小波包對振動信號進行分解，得到按順序排列的子帶頻帶。然后提取故障頻率范圍的子帶信號并進行EEMD，以互相關(guān)系數(shù)和峭度準則提取故障分量，避免了固有模

2、態(tài)函數(shù)(IMF)分量選擇的盲目性。仿真和試驗分析結(jié)果表明，該方法能有效且準確地檢測出軸承故障。關(guān)鍵詞：滾動軸承；改進小波包；總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解；故障診斷中圖分類號：TH133．33；TP206．3文獻標志碼：B文章編號：1000—3762(2014)06—0041—04FaultDiagnosisforBearingsBasedonImprovedWaveletPacketandEEMDRenXueping，PangZhen，XinXiangzhi，XingYitong(MechanicalEngin

3、eeringSchool，InnerMongoliaUniversityofScience＆Technology，Baotou014010，China)Abstract：Inviewofthenou—stationaryofvibrationsignalsofbearingsandthedificultytoobtainfaultfrequenciesinpractice，afaultdiagnosismethodforbearingsisputforwardbasedonimprovedwavel

4、etpacketandEEMD．Firstly，thevibrationsignalsaredecomposedbyimprovedwaveletpacket，anumberofsub—bandfrequencybandsinorderareob—tained．Thenthesub—bandsignalsoffault~equencyrangeareextractedandtheEEMDisca~iedout．Thefaultcom—ponentisextractedbycrosscorrelati

5、oncoeficientandkurtosiscriteria，whichcanavoidtheblindnessoftheIMFcom—ponentselection．Thesimulationandtestanalysisresultsshowthatthemethodcaneffectivelyandaccuratelydetectfaultofbearings．Keywords：roilingbearing；improvedwaveletpacket；EEMD；faultdiagnosis合

6、理并有效地提取故障信息不僅可及時診斷經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EmpiricalModeDecomposi—故障，還能提高故障識別準確性。小波包是在小tion，EMD)對于處理非線性、非平穩(wěn)信號具有很強波基礎(chǔ)上發(fā)展起來的信號處理方法¨J，具有更的適用性J，但在其分解過程中存在模態(tài)混疊現(xiàn)細致、精確的信息分布，可同時在高、低頻段進行象，很大程度上限制了其實際應(yīng)用?？傮w經(jīng)驗?zāi)７纸猓岣咝盘栴l率的分辨率，但小波包在分解中態(tài)分解(EnsembleEmpiricalModeDecomposition，會產(chǎn)生子帶虛假頻率，造

7、成嚴重的頻率混疊現(xiàn)象，EEMD)是EMD的改進，其利用附加的Gauss白噪對后續(xù)分析不利。聲均勻分布在整個時域空間，使整個信號在不同尺度上具有連續(xù)性，從而有效解決了模態(tài)混疊問收稿日期：2013—09—12；修回日期：2014—01—05題一?；痦椖浚簝?nèi)蒙古自治Ⅸ自然科學基金項目(2012MS0717)1基本理論作者簡介：任學平(1963～)，男，漢族，河北陽原人，博士，1．1改進小波包教授，副院長，主要從事機械工程測試與故障診斷研究，在小波包分解過程中，小波濾波器的隔點采E—mail：rxp@im

8、ust．cn；龐震(1988一)，男，漢族，內(nèi)蒙古包頭人，碩士研究生，主要從事機械故障診斷與小波包理論樣使采樣頻率減半，往往引起頻率折疊現(xiàn)象；而在研究，E—mail：bgpz2007@163．tom。小波包重構(gòu)過程中，隔點插零使采樣頻率加倍，產(chǎn)《軸承)2014．No．6生無法濾去的真實頻率映像，即虛假頻率，對整個分解和重構(gòu)過程造成頻率混疊現(xiàn)象。因此，對信號進行理想濾波可防止分解過程中的頻率折疊，并去除重構(gòu)過程中多余的虛假頻率成分。基于此想法，在信號分解過程中對經(jīng)過濾波