一种转子故障信号的小波降噪新方法.PDF

第20 卷第3 期 振　动　工　程　学　报 V o l. 20 N o. 3 2007 年6 月 Journal of V ibration Engineering Jun. 2007 一种转子故障信号的小波降噪新方法 陈　果 (南京航空航天大学民航学院, 江苏 南京 210016) 摘要: 由于用小波分析进行转子故障信号降噪, 小波分解的层数难于确定, 降噪的效果与故障转子的转速和信号采 样频率密切相关, 因此降噪过程难于自动完成。文章针对该问题, 提出了一种新的转子故障信号小波降噪方法, 首 先对原始数据进行重新采样, 然后再用小波变换分解到规定的层数, 最后运用Donoho 软阈值法实现 自动降噪。本 文方法能够有效地克服小波分解层数对转速和采样频率的依赖。大量的仿真和实验算例对新方法进行了验证, 表 明了其有效性和稳健性。 关键词: 转子; 故障诊断; 小波分析; 降噪; 中图分类号: T P277; TN 911. 7　　文献标识码: A 　　文章编号: (2007) 频率将导致相同分解层上信号的频率段不同; ③小 引　言 波分解的层数需要根据信号的频率结构和采样频率 等先验知识, 到底要分解到第几层才能对信号进行 小波分析由于具有优 良的时频分析能力, 因此 有效降噪, 在实际应用中往往需要反复进行实验, 并 被广泛应用于非平稳信号处理及特征提取。在故障 依靠经验来确定。 诊断领域, 小波分析被应用于三方面的研究, 即信号 本文针对这此问题, 提出了一种新的转子故障 [ 1 ] 降噪、奇异值检测和频带分析 。其中信号降噪是进 信号的小波降噪方法, 该方法能够避免小波分解层 行故障诊断首先要解决的关键问题, 传统的最优滤 数对转子转速及采样频率的依赖, 整个降噪过程 自 波或最优估计方法及 自适应滤波方法往往需要一些 动完成。本文最后用仿真算例及转子故障模拟试验 先验知识和假设, 比如噪声和有用信号的类型和频 台获取的转子不平衡、不对中、转静碰摩以及油膜涡 率分布等。与传统方法相比, 小波降噪只需知道信号 动四种故障样本, 对本文新方法进行检验, 结果验证 大致属于哪种类型就足够了, 然后就可套用一些标 方法的正确有效性。 准的降噪方法, 正是由于小波分析的这种优点, 它一 [ 2～ 7 ] 经被提出, 就广泛应用于信号的降噪处理中 。 1　小波分析及小波阈值降噪 小波降噪主要包括阈值获取和阈值去噪两方面, 目前的阈值获取方法基本上是采用 提出的统 数