基于双谱分析的齿轮故障模式识别方法及应用.pdfVIP

学兔兔 基于双谱分析的齿轮故障模式识别方法及应用 口 蒋 宇 口 李 力 口 李志雄 口 谢 国秋 1．黄山学 院 信 息工程学院 黄山 245013 2．三峡大学 机械与材料学 院 宜 昌 443002 摘 要：针对齿轮 多种单一故障的模式识别 问题 ，基于齿轮 故 障模拟试验 台 ，采集齿轮正 常与3种不 同故障的振动信 号 ，应用 时序参数化 双谱 估计 ，将双谱谱峰 的数 量、形状及分布作 为判据 ，实现 了正常、断齿、点蚀和磨损4种模 式的识别和 分类。结果表明 ，基于参数化 的双谱估计分析方法对 多故障识别是一种有效的诊断方法 。 关 键 词 ：齿轮 故 障 双 谱 分 析 参 数 估 计 模 式识 别 中图分类号 ：TH132 文献标识码 ：A 文章编号 ：1O00—4998(2008)ll一0065一O3 ? 在 实 际 工 程 应 用 领 域 ，尤其 是 机 械 系 统 发 生 故 障 ， Ⅳ，其双 谱 的 定 义 为 ? ： 时 ，系统 行 为 相 对 于 正 常 状 态 往 往 呈 现 出 较 强 的非 线 B( l， 2)=E[ ( 1) ( 2) (一 l一 2)】 (1) 性 和 非 高 斯 性 。传统 的 功 率 谱 作 为 一 种 研 究 手 段 ，可以 式 中 ： 、 ：为两 个 不 同 的 频 率 分 量 ；曰( ， ：)为双 谱 看 作 是 建 立 在 二 阶 统 计 量 分 析 基 础 上 的 ，它只 能 对 一 的谱 值 。由于 客 观 存 在 的 时 间 序 列 都 是 实 值 过 程 ，因此 个 均 值 已 知 的 高 斯 过 程 进 行 完 整 的 描 述 ，而基 于 高 阶 存 在 以 下 关 系 ： (一 )= ( )， 表 示 共 轭 ，于是 累 积 量 而 发 展 起 来 的 双 谱 分 析 则 可 以 揭 示 出 信 号 的 非 有 ： 线 性 和 非 高 斯 性 ，是解 决 和 分 析 非 线 性 相 位 耦 合 的 重 曰( 1， 2)=E[ ( 1) ( 2) ( 1+ 2)】 (2) 要 工 具 。采用 经 典 的 双 谱 估 计 方 法 存 在 较 大 的 估 双 谱 分 析 表 示 了 谱 值 ( ，∞ )与两 个 频 率 分 量 计 方 差 ，而且 有 时 会 引 发 非 平 稳 性 。为了 克 服 这 些 不 、 这 三 个 谱 元 之 间 的 相 关 性 ，反 映 了 信 号 的 偏 态 足 ，采用 时 序 模 型 参 数 法 进 行 估 计 ，由模 型 的 参 数 估 计 特 性 。 非 高 斯 序 列 的 双 谱 ，在数 据 较 短 的情 况 下 ，可以 提 供 较 AR模 型 的 双 谱 估 计 方 法 是 用 于 估 计 非 高 斯 白 高 的