基于高斯谐波小波的齿轮箱故障诊断.pdfVIP

第 10卷 第 4期 铁道科学与工程学报 V01．10 NO．4 2013年 8月 JOURNALOFRAlL1^，AYSClENCEAND ENGINEERlNG Aug．2013 基于高斯谐波小波的齿轮箱故障诊断 傅勤毅 。熊施园 (中南大学 交通运输工程学院，湖南长沙410075) 摘 要：针对谐波小波在时域衰减速度慢的缺点，通过对时域表达式进行修改，得到频域光滑化的高斯谐波小波。在此基 础上，提 出基于高斯谐波小波变换的解调算法，并运用到齿轮箱故障诊断中。实验结果表 明，高斯谐波小波能精确提取到 包含调制信息的任意频段 ，能够为齿轮箱故障源的准确定位及故障程度的衡量提供可靠的判断依据。 关键词：高斯谐波小波；滤波；解调；齿轮箱；故障诊断 中图分类号：TH165 ．3 文献标志码 ：A 文章编号：1672—7029(2013)04—0124—05 Gearboxfaultdiagnosisbasedongaussharmonicwavelet FUQinyi，XIONGShiyuan (SchoolofTraffic＆TransportationEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075。China) Abstract：Accordingtotheslow attenuationofharmonicwaveletinthetimedomain，theGaussharmonicwavelet withsmoothingfrequency—domainwasobtainedhtoughthealterationoftheexpressioninthetimedomain．On thisbasis，thedemodulationalgorithm basedonGaussharmonicwavelettransform wasproposedandappliedto htegearboxfaultdiagnosis．Theresultsshow thattheGaussharmonicwaveletcanpreciselyextracttherandom ~equencyband，includingmodulation information，whichprovidesreliablecriterionforaccuratepositionfixing andfaultdegreemeasuringofgearbox． Keywords：Gaussharmonicwavelet；filtering；demodulation；gerabox；faultdiangosis 从机械表面拾取的振动加速度信号，特别是齿 械故障诊断领域的研究热点。文献 [1]利用小波 轮箱故障振动信号，大多具有明显的调幅调频的调 包划分频率域，再利用 Hilbert解调提取出齿轮箱 制现象，在频谱上表现为在啮合频率或固有频率两 调制故障特征；文献 [2]采用连续复小波变换，通 侧出现间隔均匀的调制边频。从信号中提取调制 过频域算法同时完成带通滤波和解调；文献[3]直 信息，分析其强度和频率就可以判断零件损伤的程 接用多尺度包络谱提取故障特征。需要指出的是， 度和部位，因此，解调分析是机械状态监测与故障 以Mallat算法为基础的离散小波变换存在着混频 诊断的一种重要方法_1j。由于来 自机器表面的加 现象，连续小波变换必须事先确定中心频率和尺 速度信号具有多载波多调制信息的特性，所以，目 度，这些不足在一定程度上限制了小波分析在故障 前大多数研究都是先对齿轮箱信号进行带通滤波， 诊断领域的应用。作为一种新的、有明确解析表达 再完成解调分析。小波分析被喻为 “数学显微 式的正交基，谐波小波具有光滑性、“盒形”的谱特 镜”，它能够对信号进行