基于加速度振动信号的速度和位移积分误差分析

工程实际中速度和位移信号较难获取,本文通过加速度同速度和位移间的微分关系求得速度和位移。尽管加速度和速度、位移间的数学关系较为明确,但在求取过程中受各种因素的影响,无论采用何种积分算法误差在所难免,影响误差的因素主要有传感器自身因素(零漂)和信号采集精度等,文中忽略零漂以及速度和位移信号初值的影响,重点分析采样频率和采样数据长度对积分结果的影响,在采样数据长度一定的前提下采样频率越高积分误差越大。在采样频率一定的前提下,采样数据的长度对积分误差的影响有限,因此在工程实际中应该尽量采用高采样频率保证计算结果精确。

基于振动加速度与声音信号融合的轨道交通列车轴箱轴承故障诊断方法

[目的]轴箱轴承是轨道交通列车转向架的关键零部件,其健康状态直接影响列车的运行安全。需建立更为科学、高效的轴箱轴承故障诊断方法,以有效提取强干扰噪声下的轴承故障特征信息。[方法]以振动加速度及声音信号(以下简称“振声信号”)为研究目标,分析了轴箱轴承振声信号的故障特征,提出了一种最优带通卷积滤波的信号降噪方法。该方法将原始信号在频域内划分为多个分段,确定不同分段的带通滤波参数,构建了多通道带通卷积滤波器组。采用时域指标分段峭度来选择最优滤波信号,并对最优滤波信号进行频率加权能量算子解调,以识别轴承的故障部位。[结果及结论]所提故障诊断方法可以在强干扰噪声下实现对振动加速度信号、声音信号故障特征的提取,仿真结果及现场试验结果均验证了该诊断方法的有效性。振动加速度、声音信号的故障诊断结论可相互补充验证,进一步提高轴箱轴承故障诊断的准确率。

两种传递路径不同振动信号的特征分析

针对齿轮故障诊断中使用的齿轮箱箱体振动加速度信号的传递环节多,信号存在非线性交叉耦合的情况,研究了使用从传动轴端测取的扭转振动信号进行诊断的方法.对比了这两种传递路径不同振动信号的双谱特征,箱体振动加速度信号的传递路径复杂,导致其频率成分复杂;而扭转振动信号的传递环节少,获取信号的路径直接,干扰因素减少,信号频率成分比较单纯,利用通常使用的谱分析,故障特征就可以清晰地提取出来,利于齿轮故障的准确判断.

基于振动信号地铁轴流风机的故障诊断分析

针对地铁风机在线监测与故障诊断的工程实际需求,以地铁轴流风机为研究对象,采用振动加速度传感器,实现对地铁风机螺栓松动与转子不平衡故障的诊断分析。通过对振动加速度信号进行积分,得到风机振动的速度和位移信号,结合加速度、速度和位移信号各自的特点,结合三种信号所具有的分布特点,利用位移信号可以准确获得风机轴频,利用振动的加速度信号和位移信号获得风机故障特征的频率,并结合位移信号的幅值对两类的故障类型进行进一步的区分,最终实现风机地脚螺栓松动、转子不平衡故障工况的诊断、识别。

三环式内平动齿轮减速器振动信号的处理与分析

以三环式内平动齿轮减速器为研究对象,采用现代振动信号分析处理的理论方法,对不同转速下采集到的振动加速度信号进行分析,得到了时域参数、自相关函数、功率谱密度函数以及系统的前十阶固有频率。结果表明随着运转速度的增加振动幅度越来越大,且X、Y轴方向上的振动幅度大于Z轴方向上的振动幅度;系统的主要振动频率约在17 Hz、19 Hz、21 Hz和23 Hz处。

基于奇异值滤波的旋转装备转速提取

课题组针对无硬件测量设备的振动信号转速信息提取算法中存在频带不易确定和运算量大等问题,提出一种奇异值分解滤波的转速估计方法。先将振动加速度信号先作Hankel重构,再奇异值分解,然后利用差分奇异谱确定重构奇异分量,依据连续两个奇异分量确定一个频率成分,重构各频率分量信号,最后对重构分量作频谱分析估计当前转速。实验表明:奇异值分解滤波能有效提取信号中的频率分量,进而从振动加速度信号中提取转速信息。对比实验证明了课题组提出的方法具有频带自适应、易于实现和精度高的优势。

TB9钛合金车削系统振动特性与表面粗糙度关系的试验研究

目的通过车削加工TB9钛合金试验,定量研究不同位置的振动特性对表面粗糙度的影响规律,并建立基于振动参数的表面粗糙度预测模型。方法选用涂层硬质合金刀具对TB9钛合金线材进行车削加工。通过8704B25和3333A2加速度传感器对试验过程中不同位置的切削振动进行检测。运用Matlab对振动加速度信号进行处理和分析。采用TR_(2)000高精度表面粗糙度仪测量工件表面粗糙度。结果车削系统不同位置的振动特性均与表面粗糙度存在线性关系。车削系统中刀具振动加速度均方根值、主轴振动加速度均方根值以及后导向振动加速度均方根值与表面粗糙度的Pearson相关系数分别为0.37993、0.33190、0.18195。表面粗糙度预测模型的预测平均百分比误差小于3%。结论车削加工时刀具、主轴以及后导向的车削振动均对表面粗糙度有一定影响。车削系统不同位置的振动特性对表面粗糙度的影响次序为刀具>主轴>后导向,可见距离切削位置越近的振动对车削加工表面粗糙度的影响越大。基于振动参数的表面粗糙度预测模型的准确度较高,可作为表面粗糙度的预测模型。

基于熵特征的高速列车故障诊断方法

高速列车运行状态正常与否对列车系统的安全性和舒适度有重要影响,为分析高速列车运行状态,根据高速列车振动加速度信号的特点,提出了分割能量熵和奇异熵的故障诊断方法。首先,分析列车振动信号随速度变化的特点,对不同速度下的信号进行不同频率范围的分析;其次,对分析范围内信号分割成N个区间,计算分割能量熵和奇异熵,将分割能量熵特征和奇异熵组成特征向量;最后,利用支持向量机进行故障分类识别。实验数据仿真分析结果表明,车体中、后部横向加速度信号特征对四种典型工况在不同速度下分类识别率均较高,达到95%以上,说明该方法能有效识别出高速列车故障状态。

往复压缩机网状气阀故障诊断研究

往复压缩机故障类别繁多,而气阀故障占总故障的36%。研究往复式压缩机气阀常见的3种故障:阀片断裂、弹簧失效、阀片密封面失效;在2D-90往复式压缩机上针对网状吸气阀进行故障模拟实验,通过在阀座上安装加速度传感器,采集然后分析阀座振动加速度信号的时域波形和频谱能量分布,找出故障特征信号与气阀工作状态的对应关系,为往复式压缩机气阀故障诊断提供参考。

基于沥青路面的车载式压实度检测仪

随着高速公路里程的不断增长,对沥青路面的铺设日趋扩大。由于压实质量对沥青路面的性能有着重要影响,针对传统压实度检测的滞后性、偶然性等不足,研制出一种能实时检测沥青路面的压实度的车载式压实度检测仪以避免路面的过压与欠压已迫在眉睫。通过研究发现压路机振动轮的振动加速度信号的变化与压实度的变化有关,从而建立振动轮加速度与路面压实度的对应关系,以振动加速度的值反应压实度的值。