BEMD全矢包络谱及其在TRT故障诊断中的应用

为全面提取转子故障时振动信号特征,提高故障诊断的可靠性,提出了一种基于全矢包络谱的旋转机械故障诊断方法。首先,利用正交采样技术获取转子同一截面上互相垂直的振动信号,将其组成复数信号;然后,运用基于能量阀值的二元经验模态分解(BEMD)将复数信号分解成系列复固有模态函数分量(CIMFs),利用希尔伯特变换(HT)解调CIMFs获得复包络信号;最后,通过全矢谱技术融合复包络信号得到全矢包络谱,在此基础上,进行故障诊断。柔性转子和高炉煤气余压透平发电装置故障诊断结果证明了所提方法的有效性和可行性。

基于MVMD和全矢包络谱的滚动轴承故障诊断方法

为全面、准确地诊断滚动轴承故障,提出一种基于多元变分模态分解(MVMD)和全矢包络谱的滚动轴承故障诊断方法。首先,采用正交采样技术获取滚动轴承同一支撑处互相垂直方向上的振动信号,将其组成一个二元调制振荡信号。然后,运用MVMD从二元调制振荡信号中提取一组最佳的二元调制振荡信号,其对应的带宽之和最小。由于MVMD运用统一数学模型对2个方向的信号建模,可确保故障特征被分解到同一层,便于后续的信息融合。最后,运用Hilbert变换对每个二元调制振荡信号解调得到相应的包络信号,利用全矢谱融合2个方向的包络信号信息以得到全矢包络谱,进而诊断滚动轴承故障。仿真和试验结果证明了所提方法的可行性和有效性。

LCD全矢包络谱及其在轴承故障特征提取中的应用

针对电机滚动轴承故障特征提取问题,提出了一种基于局部特征尺度分解(Local Characteristic Decomposition,LCD)的全矢包络谱(Full Vector Envelope Spectrum,FVES)技术。该方法通过正交采样技术获取两个互相垂直方向的振动信号,然后用LCD分别将其分别分解成系列内禀模态分量(Intrinsic Scale Component,ISC)之和;其次,用Hilbert变换对两个方向的ISC进行包络解调得到包络信号;最后运用FVES融合两个方向上的包络信号得到全矢包络谱。电机滚动轴承外圈故障分析结果表明,较之单一方向上信号的包络谱,全矢包络谱的频谱结构更为清晰、幅值更大。

基于LMD的全矢包络技术及其在TRT振动故障诊断中的应用

为了更加准确地提取高炉煤气余压透平发电机组(TRT)振动故障信息,提出了基于局部均值分解(LMD)的全矢包络技术。该方法采集TRT转子某一截面上互相垂直的2个振动信号,利用LMD分别将2个信号分解为若干乘积函数(PF)分量。对2个信号的PF分量的包络函数分别进行融合,得到全矢包络谱,利用其对TRT进行故障诊断。仿真和实际算例分析结果表明,较之单源信息分析方法,所提方法获取的故障特征更全面、准确。

复局部均值分解全矢包络技术及其在转子故障特征提取中的应用

为更全面提取转子故障特征,将全矢谱和复局部均值分解(Complex local mean decomposition,CLMD)相结合,提出二元的全矢包络技术——CLMD全矢包络技术。采用正交采样技术获取转子同一截面上互相垂直方向上的振动信号,并将其组成一个复数信号;运用CLMD将复数信号按能量从高到低的顺序依次分离出系列复乘积函数(Complex product function,CPF),并解调出CPF的复包络;由于故障特征主要在能量较高的CPF分量中,通过全矢谱技术融合前几阶CPF分量的包络信号,得到相应的全矢包络谱。仿真的调幅-调频信号分析结果表面,较之Hilbert解调,CLMD全矢包络技术可提取隐含的调频信息,而且不存在虚假的低频谱线。转子试验台模拟的基座松动信号、碰摩信号分析结果表明,较之单源信息的包络谱,CLMD全矢包络技术提取的谱线特征更清晰、全面,而且根据全矢包络谱可有效区分基座松动引起的碰摩和单一碰摩故障。

基于全矢包络融合双层降噪处理的轴承故障特征提取

针对轴承故障信号受背景噪声影响,而难以准确提取故障冲击特征的问题,提出一种噪声辅助多元经验模态分解(Noise-assisted Multivariate Empirical Mode Decomposition,NA-MEMD)与全矢包络快速独立分量分析(Fast Independent Component Analysis,FastICA)相结合的轴承故障特征提取方法。该方法将同源双通道信号进行NAMEMD分解,根据相关性系数选取包含故障特征的固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)进行重构;对重构信号进行快速独立分量分析,最后进行全矢包络融合,提取轴承故障特征。对实际轴承信号的分析验证该方法能有效提取完整高阶故障频率,同时降低包络谱特征统计参数的冗余。