动车轮对不平衡检测方法的研究机械工程专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 本论文研究了动车轮对不平衡量的在线检测技术。根据轮对不平衡的基本原理， 分析出故障信号的基本特征，该信号为周期性的简谐波，其故障频率与转速频率相等， 将这个特性作为故障检测的基本条件。确定将经验模式分解及希尔伯特包络解调法相 结合作为信号处理分析方法。 经过多次试验，确定将轴箱振动的加速度作为故障信号效果最好，同时确定传感 器安装位置。采用LabVIEW与MATLAB相结合的方法编写出故障信号采集与分析程 序，实现了动车轮对不平衡的实时检测。 经过试验后发现，该检测程序在列车时速为1 50～200 km／h时检测最为准确，具备 较好的应用价值。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名： 认盏民 日期： 认f5．主．加 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 动车的轮对由于自身制造缺陷或长期受力作用就会产生变形，使轮对质量分布不 均匀，从而形成偏心。当轮对转动时，在惯性的影响下，必定会产生离心力，造成轮对 不平衡。轮对不平衡产生的机械振动不仅会影响到动车组运行的平稳性和安全性，同 时也会影响到旅客的舒适性。随着高铁技术的发展，必须要解决轮对不平衡检测这一 重大问题。 本文在轮对不平衡问题的研究中所采用的方法是经验模态分解法(EMD)。通过该 方法将原始信号化为一组基本的内蕴模式分量(IMF)，然后利用Hilbert变换对各阶IMF 分量进行处理，求出其包络，最后对各阶分量包络进行谱分析，就可以得到各阶IMF 分量的包络谱。当包络主频与转速频率相等时，就可以判定出轮对存在不平衡故障。 经过反复实验验证，此方法在1 50～200 km／h情况下精确有效。 通常大多数信号分析方法都是用MATLAB软件进行数据处理的，它拥有非常强大 的数据计算能力，但是软件界面不友好，也不具备数据采集能力。本文采用LabVIEW 与MATLAB相结合的方法，编写出检测程序。它拥有两个软件的优点，它可以直接进 行信号采集，运算速度很快，拥有非常良好的人机交互界面。 关键词：经验模式分解；轮对不平衡；LabVIEW；Hilbert变换；故障检测 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract The deformation of the wheelset of the electric multiple unit iS inevitable due to 1ts manufacturing defects or long-term stress．When the wheelset is淅m the deformation，the mass of the wheelset iS not uniform．When the wheelset with the mass unbalance rotates，the unbalanced mass will result in an inertial force of the wheelset．The mechanical vibration caused by the unbalanced inertial force will affect the stability and safety of the train and the comfort of the passengers．The wheelset imbalance detection technology has become an important technology in the development process of high speed trains． In this dissertation，the empirical mode decomposition(EMD)is used in extracting characteristic parameters of the unbalanced wheelset．It Can decompose an original signal into a series of basic intrinsic mode functions(IMF)．The