基于EMD的滚珠丝杠副故障特征提取技术与方法研究.pdfVIP

2013年8月 机床与液压 Aug．2013 第4l卷 第 15期 MACHINET0OL HYDRAULICS V0l_41No．15 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．051 基于 EMD的滚珠丝杠副故障特征提取技术与方法研究 吴丽媛 ，谭继文，文妍 (青岛~_r-3v学，山东青岛266033) 摘要：基于EMD分解得到多个IMF分量，取前 10个IMF分量计算能量，通过归一化处理 ，得到滚珠丝杠振动故障信 号能量的归一化特征向量，建立丝杠故障信号各频带能量与丝杠故障之间的映射关系。该向量可作为神经网络输入向量， 为神经网络提供了新的输入样本。 关键词：经验模态分解 ；特征提取；能量统计；滚珠丝杠 中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2013)15—192—2 StudyonBallscrew FaultCharacteristicsExtractionTechnologyBasedonEMD WuLiyuan．TANJiwen。WEN Yan (QingdaoTechnologicalUniversity，QingdaoShandong266033，China) Abstract：BasedonEMDdecomposition，anumberofIMFcomponentsweregotten．Thetop10IMFcomponentsweretakento calculatetheenergy．Thenthroughnaturalizationprocessing，theballscrewvibrationfaultsignaleneryg normalizedeigenvectorswere gotten，themappingbetweenthescrewfaultsingalbandeneryg andthescrewfailurewasestablished．Thevectorcanbetakenasneu— ralnewtorkinputvector．Itprovidesnew inputsamplesforneural network． Keywords：Empirical modedecomposition；Characteristicsextraction；Eneryg statistic；Ballscrew 数控机床是机械制造业的基础设备，滚珠丝杠作 (1)整个信号中极点的个数与零点的个数相等 为数控机床进给系统中最关键的部件之一，它如发生 或者至多相差 1； 故障将严重影响产品的质量和数控机床的效率，给国 (2)在信号上任何一点，由局部极大值确定的 家和企业造成巨大的经济损失。因此，开展数控机床 包络线和局部极小值确定的包络线的平均值为零。 滚珠丝杠故障诊断方法的研究，具有重要的理论意义 采用EMD方法对任意信号 (t)进行分解的步骤 和实用价值。经验模态分解 (EmpiricalModeDecom— 如下 ： position，EMD)方法是 由美 国NASA的黄锷博士提 (1)找出信号的所有局部极大值和极小值点， 出的一种信号分析方法，它依据数据信息自身的时间 然后用三次样条曲线将所有的局部极大值点连接起来 尺度特征来进行信号分解，无须预先设定任何基函 形成上包络线，将所有的局部极小值点连接起来形成 数。这一点与建立在先验性的谐波基函数和小波基函 下包络线。 数上的傅里叶分解与小波分解方法具有本质性的差 (2)上下包络线的平均值记为m ，计算 别。EMD方法在处理非平稳及非线性数据上具有非 h1(t)= (t)一m