多参数与多测点信息融合的行星轮故障诊断.pdf

第３５ 卷　第８期 仪 器 仪 表 学 报 Ｖｏｌ３５ Ｎｏ８ ２０１４年８月 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ａｕｇ．２０１４ 多参数与多测点信息融合的行星轮故障诊断 １，２ １，２ ３ ４ 徐玉秀 ，赵晓清 ，杨文平 ，郭　威 （１．天津工业大学机械工程学院　天津　３００３８７；２．现代机电装备技术重点实验室　天津　３００３８７； ３．天津职业技术师范大学　天津　３００２２２；４．ＳＥＷ工业减速机（天津）有限公司　天津　３００４５７） 摘　要：为了找到多级行星齿轮传动系统复杂故障诊断的合适方法，对三级齿轮传动系统进行故障模拟和振动信号测试。针对 行星齿轮传动系统振动信号的非线性和非平稳性、故障特征信号难以提取等特点，采用关联维数、最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数、样本熵３ 个混沌特征参数作为故障辨识特征量。用不同测点和不同混沌特征参数的信息融合，通过支持向量机分类方法建立信息融合 故障诊断模型及６种不同故障状态的训练集，实现对三级齿轮传动系统复杂故障类型的识别与诊断。分析结果表明：多测点信 息融合或不同混沌特征参数融合，均能不同程度提高故障分类准确率。而经多测点与多混沌特征参数的信息融合后，通过支持 向量机的故障分类准确率最高。 关键词：行星齿轮传动系统；混沌特征参数；多测点；支持向量机；故障诊断 中图分类号：ＴＨ１７　　文献标识码：Ａ　　国家标准学科分类代码：４６０ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｇｅａｒ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｕｓｉｏｎ ｏｆｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔｓ １，２ １，２ ３ ４ Ｘｕ Ｙｕｘｉｕ ，Ｚｈａｏ Ｘｉａｏｑｉｎｇ ，Ｙａｎｇ Ｗｅｎｐｉｎｇ ，Ｇｕｏ Ｗｅｉ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８７，Ｃｈｉｎａ； ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８７，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｔｉａｎｊｉｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２２２，Ｃｈｉｎａ； ４．ＳＥＷＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｅｄｕｃｅｒ （Ｔｉａｎｊｉｎ ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｇｅａｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｌｅｘ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｆａｕｌｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｔｅｓｔ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅ ｇｅａｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ａｎｄ ｎｏｎｓｔａ ｔｉｏｎａｒｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓｏｆｔｈｅ ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｇｅａｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｌｙ ｉｎｐｉｃｋｉｎｇｕｐ ｔｈｅｆａｕｌｔｆｅ