基于小波包分解和希尔伯特黄变换的滚动轴承故障诊断

【摘要】在各类旋转机械中,滚动轴承是一种常见的、易损伤的元件,其运行状态会影响到生产实践,有必要对它进行监测和诊断。故障特征的提取是故障诊断的关键,而现代信号处理方法恰在其中起核心作用。传统的时频分析方法,有一定的局限性,不适合分析非平稳、非线性信号。目前常用的时频分析方法有多种,本文简单介绍了相关概念和理论,并讨论了各种方法的适用范围和各自的优缺点。Hilbert-Huang变换方法具有自适应性、完备性和正交性,本文介绍了其的相关原理和算法,其中包括瞬时频率、内禀模态函数、Hilbert谱、Hilbert边际谱。正由于这些特性,Hilbert-Huang变换适用于处理非线性、非平稳信号,其应用领域非常广泛。然而实际的工作情况都很复杂,噪声会淹没故障脉冲,用原始的Hilbert-Huang变换很难得到准确的结果。本文针对希尔伯特黄变换存在模态混叠、内禀模态函数判断依据、低频部分产生无意义的内禀模态函数等问题。通过小波分析与经验模态分解的结合,对希尔伯特黄变换方法进行改进。先用小波包对信号进行分解,进行一层筛选；对筛选后的信号进行重构,然后用经验模态分解方法分解重构信号,继续第二层筛选；最后根据Hilbert谱和Hilbert边际谱,便可诊断出故障。通过将该方法用于仿真和实验信号,结果表明该方法能有效提取周期性脉冲成分并抑制噪声。
【作者】熊星；
【导师】孔凡让；
【作者基本信息】中国科学技术大学，精密仪器及机械，2014，硕士
【关键词】滚动轴承；经验模态分解；小波包分解Hilbert-Huang变换；故障诊断；

【参考文献】
[1]卢伟玲.中新高中数学教科书中技术运用的比较研究[D].苏州大学,课程与教学论,2012,硕士.
[2]沈燕飞,李锦涛,朱珍民,张勇东,代锋.基于非局部相似模型的压缩感知图像恢复算法[J].自动化学报,2015,02:261-272.
[3]郝欣郁.基于OPNET的HSPA仿真分析与性能研究[D].东北大学,电子与通信工程,2009,硕士.
[4]宋卫华.青少年双颌前突拔牙矫治颅颌面结构变化的研究和软组织侧貌预测系统的建立[D].第四军医大学,口腔临床医学,2004,硕士.
[5]李愈善.银燕翱翔四十载江河源头尽染绿[J].陕西林业.1998(05)
[6]周勇军.分布式工作流引擎的研究和实现[D].浙江大学,计算机应用,2004,硕士.
[7]杨欣潓.中美在华快餐行业管理者领导风格的跨文化比较研究[D].广东外语外贸大学,商务英语研究,2013,硕士.
[8]周晓敏.企业客户价值评价和营销资源配置[D].河北工业大学,2004.
[9]王思强.中长期能源预测预警体系研究与应用[D].北京交通大学,2009.
[10]上官任捷.不同新股发行制度下新股定价效率及其对综合指数的影响[D].江西财经大学,金融学,2013,硕士.
[11]隋建民.基于9YK-0.4D型环模式压块机压块过程分析研究[D].内蒙古农业大学,农业机械化工程,2013,硕士.
[12]王圣华.基于博弈论的城中村改造模式演变研究[D].浙江大学,2013.
[13]陈大程.基于SYSMAC NJ控制器的EtherNet/IP的通信研究[D].青岛大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[14]汪金萍,柳楣.恒速记录100赫出现系统相位错动的原因[J].石油地球物理勘探,1975,02:67-68.
[15]全志勇.几类神经网络的稳定性及非线性逼近性的研究[D].湖南大学,应用数学,2014,博士.
[16]朱星.从国际纳米技术标准的推出看科技新词语的选用[J].物理,2013,06:424-429.
[17]苏鹏,郭慧林,彭三,宁生科.氮掺杂石墨烯的制备及其超级电容性能[J].物理化学学报,2012,11:2745-2753.
[18]赵红芬.中枢组胺能与胆碱能系统对颈动脉窦压力感受器反射调节的跨转作用[D].苏州大学,生理学,2012,硕士.
[19]周果宏.心率变异的测量和分析[J].自动化学报,1988,06:473-474.
[20]方芳.基于智能监控系统的视频图像质量检测的研究与实现[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[21]曾文晔,方路平,万铮结.医学图像处理平台3DSlicer的国际化方法[J].计算机系统应用,2013,07:7-11.
[22]刘亚东.基于眼三针对动眼神经麻痹时效关系的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[23]王伟.过敏性紫癜患者血清IL-10、IL-26水平的变化及其意义[D].河北医科大学,皮肤病与性病学,2014,硕士.
[24]扎米彦苏荣.中蒙两国民事执行机关设置比较研究[D].内蒙古大学,诉讼法学,2014,硕士.
[25]陈玲旨.上市公司社会责任信息披露的影响因素研究[D].天津师范大学,企业管理,2012,硕士.
[26]李金龙.电流型SEPIC多电平变流器[D].燕山大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[27]陈俊杰.基于J2EE的中职学校网络教学系设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[28]刘明霞.苯甲硫醚及其衍生物激发态势能面的交叉动力学研究[D].浙江理工大学,应用化学,2013,硕士.
[29]爨景波.末次盛冰期沂河古河槽与古流量探讨[D].山东师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[30]周晓东.线性混合效应模型的最优设计与稳健设计[D].上海师范大学,计算数学,2012,博士.
[31]张纯学.自动目标识别的模板匹配技术[J].飞航导弹.2006(10)
[32]贺梦月.《红高粱》中色彩词应用分析[D].西北师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[33]张潍.非大面积肺栓塞患者抗凝治疗3月疗效评价[D].山西医科大学,呼吸内科（专业学位）,2013,硕士.
[34]仇鹏,周佳盼,米红宇.石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及电化学性能研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第24分会：化学电源[C].中国化学会:,2014:1.
[35]张永帅.导数非线性薛定谔方程的达布变换及其应用[D].宁波大学,应用数学,2014,硕士.
[36]李玉柱.我国中小企业融资困境[D].山东大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[37]袁晓红,周淑秋,张连永,刘远军.现场总线技术在球团自动控制系统中的应用[J].冶金自动化,2002,03:4.
[38]王皓,夏定国.高取向富锂正极材料的合成及电化学性能[J].精细化工,2014,12:1422-1426.
[39]任超伟.公交驾驶员动态监管体系研究[D].长安大学,载运工具运用工程,2014,硕士.
[40]吴卫华,袁宁.基于序列模式的关联规则Apriori算法的研究与优化[J].山东机械,2003,05:44-46+64.
[41]倪煌俊.变截面水泥土搅拌桩单桩荷载传递规律研究[D].安徽建筑工业学院,结构工程,2012,硕士.
[42]吴珏.新课改下人教版初中历史教科书中习题研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[43]王琦.基于SNA的工业化建造技术协同创新关系研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[44]魏玉萍.小学生课堂注意力分散及其干预研究[D].鲁东大学,课程与教学论,2013,硕士.
[45]黄国集.石墨烯纤维的结构设计与性能研究[D].东华大学,2015.
[46]董坡.论一人公司的治理问题[D].吉林大学,民商法学,2004,硕士.
[47]肖亚荣.浅谈CTCS-2级列控中心系统功能人工仿真测试[J].铁道通信信号.2008(02)
[48]杨孝志.基于双向变流器技术的蓄电池充放电装置的研究[D].合肥工业大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[49]张程利.锦州SH建筑公司成本管理案例研究[D].大连理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[50]朱森柱,储路宝.频敏变阻器绕组烧坏原因分析和改进措施[J].冶金自动化,1986,06:53-55.