BWD型擺線針輪減速器設(shè)計(jì)及虛擬裝配研究【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】

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軸承診斷的歷史很短 ……………………………………………………488 2 軸承故障模式和循環(huán)平穩(wěn) ……………………………………………………489 2.1 本地化故障 ………………………………………………………………498 2.2 擴(kuò)展剝落 …………………………………………………………………490 3 軸承離散頻率噪聲信號(hào)分離 …………………………………………………491 3.1 線性預(yù)測(cè) …………………………………………………………………493 3.2 自適應(yīng)噪聲抵消 …………………………………………………………493 3.3 自適應(yīng)噪聲消除 …………………………………………………………495 3.4 離散/隨機(jī)分離（DRS） …………………………………………………496 3.5 時(shí)間同步（TSA）的平均 ………………………………………………497 4 加強(qiáng)軸承的信號(hào) ……………………………………………………………498 4.1 最小熵反褶積 ……………………………………………………………499 4.2 譜峭度和的庫(kù)爾直方圖 ……………………………………………………501 4.2.1 譜峭度的定義和計(jì)算 ……………………………………………………501 4.2.2 作為一個(gè)過(guò)濾器使用的SK……………………………………………502 4.2.3 庫(kù)爾直方圖 ……………………………………………………………503 4.2.4 快速庫(kù)爾直方圖…………………………………………………………504 4.2.5 小波變換去噪處理 ……………………………………………………505 5 包絡(luò)分析 ………………………………………………………………………506 6 一個(gè)半自動(dòng)化的軸承診斷程序 ………………………………………………508 6.1 病歷1直升機(jī)變速箱 ………………………………………………………509 6.2 病歷2高速軸承 ……………………………………………………………511 6.3 病歷3雷達(dá)塔軸承 …………………………………………………………512 附錄A 循環(huán)平穩(wěn)，譜相關(guān)…………………………………………………………514 A.1 光譜相關(guān) ………………………………………………………………………515 A.2 譜相關(guān)和包絡(luò)譜 ………………………………………………………………516 A.3 魏格納譜 ………………………………………………………………………517 附錄B訂單跟蹤 ……………………………………………………………………518 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………519 1.簡(jiǎn)介 機(jī)械系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)處理已連續(xù)多年被內(nèi)執(zhí)行兩個(gè)基本組的方法。第一組的包括，其中大部分當(dāng)作定期調(diào)查信號(hào)的頻率分析。這方法產(chǎn)生了良好的效果，并已在數(shù)以千計(jì)的使用，如果不是數(shù)百萬(wàn)??世界各地的應(yīng)用。第二組明確認(rèn)為隨機(jī)[1,2]的研究信號(hào)。這也是一個(gè)非常富有成效的做法，因?yàn)闄C(jī)器顯示在許多方面固有的隨機(jī)行為。一是必須申請(qǐng)隨機(jī)序列分析的方法，甚至簡(jiǎn)單地比較兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)的記錄后，對(duì)方只需幾秒鐘。近年來(lái)也有研究的一個(gè)新領(lǐng)域 循環(huán)平穩(wěn)[3-5]，其能量流[6]，表現(xiàn)出一些隱藏的周期性信號(hào)。這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)樵S多機(jī)械系統(tǒng) - 例如，往復(fù)機(jī)制，齒輪，風(fēng)扇，電馬達(dá)等 - 維持其組成部分的周期運(yùn)動(dòng)，這反過(guò)來(lái)，定期調(diào)整的振動(dòng)或噪音輻射。 對(duì)基于調(diào)制考試的振動(dòng)分析是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的知名和流行的做法診斷。它已被證明，這是合適的組件，如：滾動(dòng)元件軸承[7]以及齒輪箱[8]。在相對(duì)簡(jiǎn)單的情況下，使用類(lèi)似的視覺(jué)的基本方法，可以檢測(cè)存在故障調(diào)制考試時(shí)間信號(hào)，其功率譜密度[9][3]?？梢匝芯扛鼜?fù)雜的信號(hào)使用聯(lián)合時(shí)間頻率或時(shí)間尺度分析[10]。雖然所需的故障檢測(cè)是可行的，識(shí)別是更難執(zhí)行，這使得該方法的不足，尤其是在現(xiàn)實(shí)生活中的工業(yè)應(yīng)用.在滾動(dòng)元件軸承故障的典型案例，當(dāng)調(diào)制脈沖的能量是比較低的，包絡(luò)分析似乎是一個(gè)合適的工具，尋找特征成分[11]。然而，定期正確識(shí)別調(diào)制元件，循環(huán)平穩(wěn)的做法似乎是最有前途的[12]。這是特別有用。分析信號(hào)中包含了各種不同的組件時(shí)，[13]，這是典型的復(fù)雜的機(jī)械。 循環(huán)平穩(wěn)分析的一個(gè)重要特點(diǎn)是能夠揭示在目前的調(diào)制振動(dòng)信號(hào)[2,4,6,10]。這些信息是有價(jià)值的，有以下幾個(gè)原因。首先，調(diào)制頻率（通常記為循環(huán)頻率），指向斷層簽名，在一般情況下的一個(gè)錯(cuò)誤的軸承套圈。二， 載波頻率取決于結(jié)構(gòu)或換句話說(shuō)源和傳感器之間的傳輸路徑[7,8,12,13]。此信息可用于結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。還有一個(gè)有趣的問(wèn)題，即不同的故障轉(zhuǎn)移路徑不盡相同，如果是這樣，那么如何呢？對(duì)這個(gè)問(wèn)題的答案可能是調(diào)查揭示循環(huán)頻率和載波頻率之間的依賴(lài)關(guān)系。這樣做的主要目標(biāo)本文是提出了提交本信息的方法，作者創(chuàng)造調(diào)制強(qiáng)度分布（MID）的地圖。 有很多是現(xiàn)實(shí)生活的例子，其中的診斷檢測(cè)和分析的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)調(diào)制。在真正的機(jī)器，這種調(diào)制的數(shù)量可以是非常高的，因?yàn)槊總€(gè)軸承組件可以是一個(gè)調(diào)制源。其中一些將有不同的傳輸路徑。此外，高噪音水平作出??這分析甚至難以執(zhí)行。然而，如果我們知道現(xiàn)有的調(diào)制有關(guān)的信息，我們可以直接找到識(shí)別機(jī)械故障產(chǎn)生。監(jiān)測(cè)的MID地圖可以是一個(gè)非常成功的診斷工具，它甚至可以使用的情況下，很少有關(guān)于知識(shí)的特征頻率（雖然在這樣一個(gè)案件的方法只能檢測(cè)出故障）。如果本機(jī)的設(shè)計(jì)被稱(chēng)為先驗(yàn)特征頻率是已知的增加在一定面積的MID可以快速鏈接到一個(gè)特定的故障。 建議的方法依賴(lài)于“窮舉搜索”，因?yàn)樗挠?jì)算能力了更多的需求，比上該算法。一個(gè)特殊的過(guò)濾器，它掃過(guò)的循環(huán)頻率a和載波頻率f的空間。單一被解釋為“調(diào)制的力量”（A，F(xiàn)）對(duì)MID的地圖點(diǎn)。有幾個(gè)可能的方法定義這樣一個(gè)調(diào)制強(qiáng)度因子。特別強(qiáng)調(diào)，提出并討論了其中的幾個(gè)，兩個(gè)他們。第一個(gè)是基于譜相關(guān)和包絡(luò)譜峭度的第二個(gè)濾波后的信號(hào)。其實(shí)，它表明，在一些假設(shè)，建議MID返回類(lèi)似地圖譜相關(guān)密度，[3]中提出的。 紙張組織如下：首先，介紹了兩種類(lèi)型的調(diào)制，對(duì)不同類(lèi)型的載體。當(dāng)是離散的載波頻率，調(diào)制被稱(chēng)為一階調(diào)制。當(dāng)它是隨機(jī)的，作為二階調(diào)制。本文介紹了從數(shù)學(xué)的角度來(lái)看，這兩種類(lèi)型，并顯示差異在相應(yīng)的信號(hào)處理。在3.1節(jié)中的算法解釋上離散承運(yùn)人的情況下。那么它是表明，該技術(shù)適用于隨機(jī)載波的情況下保持不變。在3.2節(jié)調(diào)制強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行了討論。譜相關(guān)密度（SCD）的關(guān)系 - 這恰好是特殊情況中期 - 建立。最后，第4節(jié)對(duì)實(shí)際信號(hào)的應(yīng)用實(shí)例。 建議紙的創(chuàng)意，是在一個(gè)新的調(diào)制檢測(cè)技術(shù)在信號(hào)的建議，MID（調(diào)制光強(qiáng)分布）。該技術(shù)是對(duì)SCD的推廣，并能提供額外的洞察力表現(xiàn)在機(jī)器故障簽名（不同的故障組件可能有不同的傳遞函數(shù)，結(jié)果）在激動(dòng)人心的不同共振。結(jié)果清楚地繪制上2D規(guī)模。 2。機(jī)械系統(tǒng)中的調(diào)制類(lèi)型 在信號(hào)處理的調(diào)制類(lèi)型有一個(gè)大的品種。然而，由于振動(dòng)的性質(zhì)主要是旋轉(zhuǎn)或往復(fù)式機(jī)器 - 機(jī)械系統(tǒng)生成的，它是合理的限制數(shù)量最常見(jiàn)的調(diào)制類(lèi)型。因此，為進(jìn)一步的考慮，建議先區(qū)分二階調(diào)制。 2.1。首先 調(diào)制 一個(gè)典型的周期性調(diào)幅頻率成分可以描述為： 其中A1sin (o1ttf1)載波信號(hào)B0tB1sin (o2ttf2)，是B0的直流分量調(diào)制。這種與它的光譜信號(hào)的例子說(shuō)明圖。 1a。 這樣一個(gè)信號(hào)頻譜包含兩個(gè)邊帶o17o2只有一個(gè)離散的載波頻率O1。這是一個(gè)調(diào)幅，從電信領(lǐng)域知名的典型案例。另一個(gè)是常見(jiàn)的例子信號(hào)類(lèi)型的振動(dòng)是由變速箱產(chǎn)生了良好的條件，經(jīng)營(yíng)固定負(fù)載下，其中面向網(wǎng)載波頻率調(diào)制的頻率可以被視為由軸旋轉(zhuǎn)的頻率。因?yàn)橛兄挥幸粋€(gè)離散的載波頻率，組件是一階循環(huán)平穩(wěn)型和調(diào)制簡(jiǎn)稱(chēng)為“一階調(diào)制”。 振幅 圖1。不同類(lèi)型的調(diào)制和其相應(yīng)的傅立葉光譜：（一）正弦波另一個(gè)正弦（離散頻率的載波）調(diào)制;（二）由正弦調(diào)制指數(shù)脈沖周期（離散頻率的載波）的列車(chē);（三）窄帶隨機(jī)載波頻率調(diào)制列車(chē)定期指數(shù)脈沖（窄帶高頻載波）和（D）白噪聲的正弦曲線（寬帶高頻載波） 另一種類(lèi)型的調(diào)制，通常發(fā)生在是定期間隔的脈沖調(diào)制。機(jī)械激勵(lì)可以代表這樣的類(lèi)型，是典型的滾動(dòng)元件軸承故障。何時(shí)滾動(dòng)體的滾動(dòng)本地化故障軸承的比賽，他們產(chǎn)生的影響，激發(fā)共振頻率的結(jié)構(gòu)。如果假定載波信號(hào)只包含一個(gè)離散頻率產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生方式可以表述為 其中B（t）是一個(gè)周期性的調(diào)幅信號(hào)（圖1b）。 2.2。第二階調(diào)制 然而，在損壞軸承的情況下，相應(yīng)的信號(hào)肯定包含幾個(gè)離散的載波頻率， 由于多個(gè)固有頻率的激發(fā)[3]。事實(shí)上，在這種情況下，載波信號(hào)覆蓋的頻帶 甚至幾個(gè)頻段。興奮的故障軸承的共振，產(chǎn)生沖動(dòng)，是依賴(lài)于信號(hào)傳輸路徑，這是由多種因素如形成：脈沖源和傳感器之間的距離，年輕的模量，阻尼因子的結(jié)構(gòu)，因此，真正的故障軸承振動(dòng)造成更實(shí)事求是地描述之間的激勵(lì)信號(hào)和傳感器的傳遞函數(shù)的卷積。也就是說(shuō)，在頻域傳遞函數(shù)P（F），乙（F）的傅立葉變換瞬態(tài)激振力，1/（F）狄拉克脈沖周期為1/ T從圖可能不是很不同所產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)。 1B，但其頻譜將證據(jù)模糊譜線由于多重運(yùn)載，這可能會(huì)導(dǎo)致在重大困難 解釋?zhuān)▓D1c）。 最后一種情況下，將要討論的是頻率調(diào)制，這是不離散。這是一個(gè)很常見(jiàn)的情況實(shí)行結(jié)構(gòu)共振，形成一個(gè)統(tǒng)一體，而不是一組離散的頻率其實(shí)。在這種情況下，在第二種情況下，頻譜是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同，但類(lèi)似的波形。人們還應(yīng)該提到在調(diào)制過(guò)程中可以得到類(lèi)似的頻譜，調(diào)制脈沖時(shí)不均勻分布，但有一個(gè)小的抖動(dòng)[9]。然而，這是一個(gè)不同的現(xiàn)象，并不會(huì)被調(diào)查本文。 解決上述的例子描述了一個(gè)本地化的軸承故障。但是，延長(zhǎng)的特征成分在滾動(dòng)元件軸承的故障，也可以是在目前測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)。據(jù)文獻(xiàn)。 [7,9]，振動(dòng)產(chǎn)生這種情況下，可以模擬一個(gè)周期函數(shù)的一個(gè)帶限噪聲調(diào)制，這主要反映了旋轉(zhuǎn)的承載區(qū)和出故障（圖1d）。 故障軸承產(chǎn)生的信號(hào)是二階循環(huán)平穩(wěn)的典型例子，因此，調(diào)制非離散的載波頻率將被稱(chēng)為“二階調(diào)制”。 3。調(diào)制強(qiáng)度分布的提案 在本節(jié)中，原來(lái)的算法，介紹了恢復(fù)的有關(guān)資料，以第一和第二階在信號(hào)的調(diào)制。 3.1。首先 調(diào)制 正如上述審查，一階調(diào)制在頻域表示載波頻率組件儺，其中O是調(diào)制中心頻率的對(duì)稱(chēng)邊帶分離頻率，n是諧波分量的數(shù)量。共同為機(jī)械振動(dòng)，它是為數(shù)不多的一次諧波組件包含最所選組件的能量。來(lái)提取調(diào)制信號(hào)的載波頻率諧波成分的有關(guān)信息，先過(guò)濾連同其相應(yīng)的邊帶。這種“邊過(guò)濾器”，可以用兩個(gè)變量描述：F和，其中f濾波器的中心頻率和單邊帶頻率。由于擬議的過(guò)濾器是非常有選擇性的頻域，重要的是要定義另一個(gè)變量的DF，這說(shuō)明其帶寬。在這種方式過(guò)濾包含一個(gè)時(shí)間信號(hào)（在理想的情況下）只有指定的組件，沒(méi)有額外的信號(hào)和高度降低了噪音水平。它可以理解為一套三要素 XDF（T，F(xiàn)）X（T）在一個(gè)狹窄的頻率波段過(guò)濾版本[F DF /2，F(xiàn) DF/ 2]。三集對(duì)稱(chēng)濾波的波段是一個(gè)有用的工具，用于檢測(cè)存在的一階modulation.1 建議過(guò)濾器的一個(gè)重要特征是有足夠的選擇性，所以不需要的組件正確地過(guò)濾掉從信號(hào)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中是有選擇性的限制，由于DF參數(shù)。如果一個(gè)值比DF小，它會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾不當(dāng)?shù)男螤詈椭丿B的部分頻段產(chǎn)生的三個(gè)對(duì)稱(chēng)分量。因此，正確的假設(shè)是 在極限情況下，當(dāng)DF?A，帶過(guò)濾器成為一個(gè)常規(guī)的帶通濾波器。此外，自擬方法不遭受的不確定性原理[3]，DF參數(shù)可能是比較小的，是獨(dú)立信號(hào)的頻率內(nèi)容。 （圖2） 為了不盲目檢測(cè)的F值和1“帶過(guò)濾器”，作者提出了一個(gè)應(yīng)用程序“窮舉搜索”算法，即試圖f的所有可能的組合和頻率的組合。主該方法的原理是對(duì)稱(chēng)邊帶過(guò)濾的概念。關(guān)于進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)導(dǎo)致三個(gè)過(guò)濾組件設(shè)置取決于提取調(diào)制模式的相關(guān)性。圖3列出了提出的方法與選定的統(tǒng)計(jì)功能，開(kāi)放功能模塊圖，而作者建議參考調(diào)制強(qiáng)度因子。這樣的功能，必須轉(zhuǎn)變?nèi)齻€(gè)過(guò)濾信號(hào)第十一集 作者故意沒(méi)有提及實(shí)際濾波器的實(shí)現(xiàn)方法，為了不混淆讀者。然而，在實(shí)踐中三頻段應(yīng)分別以創(chuàng)建“帶過(guò)濾器”輸出篩選。它建議使用基于STFT的濾波器方法簡(jiǎn)化和加快計(jì)算 圖2。例如建議“帶過(guò)濾器”的高頻增益。 圖3。調(diào)制強(qiáng)度分布（MID）的地圖計(jì)算的算法。 成一個(gè)單一的值。在最后的程序，結(jié)果選定的調(diào)制強(qiáng)度分布的完整地圖 F和一個(gè)域的頻率范圍。 可以注意到，因?yàn)閷?duì)稱(chēng)的過(guò)濾取決于三個(gè)參數(shù)，有一個(gè)最小之間的依賴(lài) 和最大F和一個(gè)連同 和 其中f s是分析信號(hào)的采樣頻率。 如前所述，第一階調(diào)制的特點(diǎn)是由離散的載波頻率與分立，鋒利的邊帶。因此，大部分的能量可能集中在三個(gè)頻率線。正因?yàn)槿绱?，產(chǎn)品的根平均平方值的每個(gè)過(guò)濾頻段的選擇相關(guān)的指標(biāo)作為一階調(diào)制（8）。表示用來(lái)計(jì)算調(diào)制強(qiáng)度的操作類(lèi)型，建議使用符號(hào)的MID（RMS） 建議估計(jì)達(dá)到最高值，只有當(dāng)所有的三個(gè)組成部分含有諧波信號(hào)。在案件時(shí)，其中至少有一個(gè)具有能量的噪音水平接近，估計(jì)值也小。 （圖4） 該方法只有3 kHz載波頻率由調(diào)制組成的模擬信號(hào)測(cè)試150赫茲正弦波偏移。增加了額外的白噪聲可以忽略不計(jì)能源，以防止零值傅立葉頻譜。 圖5禮物作為調(diào)制強(qiáng)度分布灰度位圖，其中橫軸代表分析載波頻率范圍和垂直軸的調(diào)制頻率。 計(jì)算MID地圖返回在3 kHz調(diào)制載波頻率和150 Hz的最高值 頻率。此外，低附加價(jià)值點(diǎn)可以看出對(duì)稱(chēng)在2850赫茲和3150赫茲。這種現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，兩三個(gè)分離過(guò)濾器帶達(dá)到頻段包含諧波成分。圖6說(shuō)明了情況，對(duì)稱(chēng)干擾時(shí)，體現(xiàn)自己調(diào)制強(qiáng)度分布。 正如圖所示。 6時(shí)，左側(cè)的過(guò)濾器窗口覆蓋的頻段，其中包含不帶，中間窗口達(dá)到了載波分量，本來(lái)應(yīng)符合在右側(cè)窗口的左側(cè)邊。因此，RMS的產(chǎn)品單獨(dú)計(jì)算每個(gè)窄帶濾波后的信號(hào)，迫使以雙“和”邏輯條件打開(kāi)任何重大的成果。請(qǐng)注意，這樣的結(jié)果時(shí)，會(huì)出現(xiàn)有一些非零噪聲信號(hào)，在實(shí)踐中是很常見(jiàn)的。 它可能看起來(lái)MID的地圖包含標(biāo)準(zhǔn)的傅立葉頻譜相同的信息。然而，當(dāng)分析信號(hào)包含多個(gè)通?；旌险{(diào)制與其他諧波成分，視覺(jué)檢查頻譜未必對(duì)所有運(yùn)營(yíng)商共同的調(diào)制信號(hào)的識(shí)別準(zhǔn)確。這種情況往往發(fā)生在多級(jí)齒輪箱所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，在每個(gè)階段產(chǎn)生自己的信號(hào)特征組件，比如由于嚙合過(guò)程和軸不平衡。 圖4。實(shí)驗(yàn)所用的模擬信號(hào) 圖5。MID的地圖顯示，在150赫茲第一階調(diào)制（頻率）和3 kHz載波（頻率f）。 圖6。不需要對(duì)稱(chēng)的過(guò)濾器的位置。 圖7。寬帶運(yùn)營(yíng)商通過(guò)定期的沖動(dòng)與隨機(jī)變化的幅度調(diào)制 3.2。二階調(diào)制 也適合分析二階調(diào)制的調(diào)制強(qiáng)度分布。為了檢測(cè)這些，在開(kāi)放的功能模塊，二階統(tǒng)計(jì)操作應(yīng)作為調(diào)制強(qiáng)度因子算法。使用已知的屬性[5]，由間隔的頻率組件應(yīng)該返回非零只要是調(diào)制頻率的相關(guān)性，這似乎是一個(gè)可行的統(tǒng)計(jì)結(jié)合的MID使用。號(hào)可以找到更多關(guān)于這個(gè)屬性。 [3]。在這種情況下，符號(hào)的MID（PSC），譜相關(guān)性的產(chǎn)品被使用。 / YST和XDF（T，F(xiàn)）式定義。 （10）。調(diào)制強(qiáng)度將達(dá)到高值時(shí)，都對(duì)組件{XDF（T; FA）; XDF（T，F(xiàn)）}和{鎂XDF（T，F(xiàn)）; XDF（T; f）}將返回非零的相關(guān)性，這是簽名二階調(diào)制。 這里說(shuō)明了這個(gè)定義的有效性上的帶限噪聲組成的模擬信號(hào)同樣間隔的指數(shù)衰減，如圖所示的脈沖調(diào)制。 7。 模擬信號(hào)被設(shè)計(jì)成類(lèi)似于由滾動(dòng)軸承外圈產(chǎn)生振動(dòng)本地故障。激發(fā)脈沖的重復(fù)率是80赫茲，振幅隨機(jī)調(diào)制。承運(yùn)人信號(hào)是平穩(wěn)高斯分布在4千赫。為了實(shí)現(xiàn)明確的結(jié)果沒(méi)有脈沖間隔抖動(dòng)或增加了額外的噪聲。 圖8顯示中所描述的情況下地圖。由80赫茲間距的水平線代表的重復(fù)率激發(fā)沖動(dòng)?？梢宰⒁獾?，完美的方法檢測(cè)二階調(diào)制頻率分量連同及其諧波，由于承運(yùn)人的隨機(jī)性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)頻譜分析會(huì)失敗信號(hào)。檢測(cè)出的調(diào)制元件周?chē)? kHz的載波頻率最強(qiáng)的幅度。然而，清楚地認(rèn)識(shí)到周?chē)渌l率的調(diào)制是可能的。此外，本底水平顯著提高載波頻率范圍。 圖8。模擬信號(hào)的MID的地圖。線平行于X軸代表的前四個(gè)諧波成分調(diào)制二階由大約4千赫的寬帶噪聲。 3.3。作為MID的特定情況下的譜相關(guān)密度 在上述特定情況下，中期，實(shí)際上顯示了譜相關(guān)密度的封閉環(huán)節(jié)定義為 然而，在返回的譜相關(guān)密度只有兩個(gè)頻率間隔組件之間的關(guān)系由該方法在三個(gè)不同頻段，應(yīng)更致力于檢測(cè)感興趣的調(diào)制模式。事實(shí)上，考慮的譜相關(guān)密度是一個(gè)事實(shí)，即兩個(gè)頻譜分量，其中一個(gè)可考慮作為載波頻率FA /2和其他相關(guān)調(diào)制邊帶之一一A / 2，中期可描述如下： 現(xiàn)在很清楚，執(zhí)行fta/ 2和F頻率計(jì)算的光譜相關(guān)的產(chǎn)品呢？a / 2的結(jié)果調(diào)制一個(gè)固定帶寬DF強(qiáng)度分布的優(yōu)勢(shì)，從三個(gè)光譜成分調(diào)制檢測(cè)證明方程（11）（3.2節(jié)），其中兩個(gè)光譜相關(guān)產(chǎn)品被用作調(diào)制強(qiáng)度因子。通過(guò)使用兩個(gè)值，而不是總和的產(chǎn)品，所以代替或邏輯條件，它允許以避免誤導(dǎo)性分析結(jié)果中可能出現(xiàn)的情況下，像一個(gè)顯示圖。 6。因此，筆者想提出的MID（PSC），其中，力晶代表兩個(gè)調(diào)制強(qiáng)度因子譜相關(guān)的產(chǎn)品。這種做法可能返回只有當(dāng)載波頻率信號(hào)不存在誤導(dǎo)的結(jié)果。但是，它是作者的信念，在實(shí)際上，這種情況是沒(méi)有問(wèn)題的，因?yàn)榇蟛糠中D(zhuǎn)機(jī)械載體所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)兩個(gè)第一（如齒輪）和第二（例如滾動(dòng)元件軸承）為了調(diào)制信號(hào)。 在MID的一些實(shí)際應(yīng)用中的振動(dòng)信號(hào)作為調(diào)制強(qiáng)度因子譜相關(guān)可能沒(méi)有足夠的效率，由于大的差異，在不同頻段的信號(hào)能量。在這種情況下MID的地圖的解釋可能更有效的調(diào)制強(qiáng)度的措施時(shí)，只有0和1之間變化。為了這個(gè)目的，建議MID（PSC）的可以很容易地?cái)U(kuò)展到利用光譜一致性調(diào)制強(qiáng)度因子 3.4。集成的MID 中期，選擇調(diào)制強(qiáng)度的因素是載波頻率f和調(diào)制頻率的功能。然而，在某些特定情況下，用戶(hù)可能不會(huì)有興趣在尋找特定的載波頻率范圍，但只在評(píng)估的一般影響被測(cè)信號(hào)的具體調(diào)制組件。此外，三維陳述可能引起解釋的一些重大困難和自動(dòng)決定在工業(yè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 基于這句話，它可能會(huì)更方便代表的MID，而不是作為一個(gè)圖像，但作為一個(gè)函數(shù)調(diào)制頻率后，通過(guò)選擇頻段的集成。這種表示將揭示造成個(gè)別來(lái)源和總的調(diào)制強(qiáng)度的信息將被稱(chēng)為的IMD，站在集成的MID。 圖9集成了載波頻率。 整合選定的載波頻段結(jié)果 MID是從f1到f2載波頻率范圍計(jì)算所選擇的統(tǒng)計(jì)值。例如，讓我們考慮再例如，第3.2節(jié)。 MID的顯示圖。 8所示，在一個(gè)狹窄的頻率波段強(qiáng)調(diào)制大約350千赫。從3 kHz到5 kHz的載波頻率范圍高達(dá)400 Hz的調(diào)制分析頻率?？梢钥吹剿兴膫€(gè)諧波調(diào)制組件。在這種情況下被用作譜相關(guān)調(diào)制強(qiáng)度因子 由于這種情況相對(duì)簡(jiǎn)單，被測(cè)信號(hào)只包含一個(gè)調(diào)制組件結(jié)果集成了載波頻率應(yīng)給予有關(guān)隱藏周期性的明確信息。上圖所示的結(jié)果。 9說(shuō)明二階調(diào)制措施 - 循環(huán)頻率的函數(shù) - 即對(duì)循環(huán)平穩(wěn)。 值得一提的，在特定情況下的調(diào)制強(qiáng)度因子是根均方根濾波后的信號(hào)，在IMD反映二階組件的總能量，在選定的頻段，目前在分析信號(hào) 3.5。調(diào)制包絡(luò)譜峭強(qiáng)度因子 如前面提到的各種統(tǒng)計(jì)可以用于調(diào)制強(qiáng)度指標(biāo)。但是，只統(tǒng)計(jì)考慮到目前為止過(guò)濾的時(shí)間信號(hào)業(yè)務(wù)[14-16]。這是筆者的建議計(jì)算直接在頻域調(diào)制的水平。類(lèi)似的想法[17]提出，它是用于檢測(cè)在工具調(diào)制。 MID的一般原則，假定每個(gè)過(guò)濾后產(chǎn)生的信號(hào)將只包含一個(gè)載頻一起先左，右邊。因此，信封過(guò)濾信號(hào)的傅立葉頻譜將包含只有一個(gè)峰值對(duì)應(yīng)的調(diào)制頻率。此峰的幅度將是平等的調(diào)制組件的能量。它是那么明顯，更強(qiáng)大和更清晰的高峰期，較高的調(diào)制。作為一個(gè)結(jié)果，可以作為過(guò)濾信號(hào)的包絡(luò)譜峭度指標(biāo)調(diào)制強(qiáng)度 擬議的指標(biāo)將被記為MID（ESK）被形容為 圖10顯示的IMD計(jì)算上的第2.3節(jié)的信號(hào)。之間的比率定義為信號(hào)噪聲比純循環(huán)平穩(wěn)分量和噪聲分量的功率的功率為0.8。圖10A顯示由圖2.3條而提出的國(guó)際管理發(fā)展研究所（PSC）的返回結(jié)果。 10B提出的IMD（ESK）的輸出 （MID的ESK）的結(jié)果很明顯，較中旬（PSC）的準(zhǔn)確。背景水平相對(duì)高峰表示的調(diào)制更加模糊。然而，相同的算法應(yīng)用于信號(hào)信噪比約0.4揭示顯著的優(yōu)勢(shì)。正如圖。 11，MID（PSC）的算法是無(wú)法檢測(cè)到隱藏周期性，而MID（ESK）仍然設(shè)法指出信號(hào)中的調(diào)制。 圖10。IMD的計(jì)算公式為：（一）與包絡(luò)譜峭度調(diào)制強(qiáng)度因子（MID（ESK））及（b）譜相關(guān)的MID調(diào)制強(qiáng)度因子（MID（PSC）的） 圖11。IMD的為：（一）（二）（MID的ESK）和MID（PSC）的。非常低信噪比的信號(hào)進(jìn)行分析。 圖12。在實(shí)驗(yàn)中使用的試驗(yàn)臺(tái)。 由于高噪音水平的IMD顯著的隨機(jī)性干擾。然而，圖。 11B包含明確二階調(diào)制的指標(biāo)。第一次和二次諧波調(diào)制信號(hào)明顯辨認(rèn)。 （MID的ESK）方法是有用的檢測(cè)第一和第二階的調(diào)制。相比的MID（PSC）上面介紹它的特點(diǎn)是在相對(duì)較低的頻率選擇性。然而，其探測(cè)能力循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)包含隨機(jī)噪聲水平高是顯著。 由于高噪音水平的IMD顯著的隨機(jī)性干擾。然而，圖。 11B包含明確二階調(diào)制的指標(biāo)。第一次和二次諧波調(diào)制信號(hào)明顯辨認(rèn)。 方法是有用的檢測(cè)第一和第二階的調(diào)制。相比的MID（PSC）上面介紹它的特點(diǎn)是在相對(duì)較低的頻率選擇性。然而，其探測(cè)能力循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)包含隨機(jī)噪聲水平高是顯著。 圖13。在實(shí)驗(yàn)中使用：（一）第一階段的故障和（二）昨（四）故障階段的軸承損壞 圖14。MID（ESK）計(jì)算故障發(fā)展的每個(gè)階段的信號(hào)：（一）無(wú)過(guò)錯(cuò);（二）最小的故障及（e）最大的故障。 4。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn) 首次測(cè)試實(shí)驗(yàn)室測(cè)試臺(tái)MID的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)的效率。圖12列出實(shí)驗(yàn)中所用的試驗(yàn)臺(tái)。 該實(shí)驗(yàn)的目的是衡量軸承故障發(fā)展的五個(gè)階段所產(chǎn)生的振動(dòng)。一個(gè)額外的測(cè)量是為了保存完好軸承試驗(yàn)臺(tái)的信號(hào)。的位置傳感器的距離內(nèi)被特意選擇與意圖從一個(gè)錯(cuò)誤的軸承來(lái)延長(zhǎng)傳輸為了激發(fā)更多的共振頻率，在故障簽名的源和傳感器之間的路徑結(jié)構(gòu)。 在試驗(yàn)臺(tái)上的滾動(dòng)元件軸承SKF的EKTN9雙列球軸承。其中之一是故意損壞的測(cè)試。另一種是留在其原始狀態(tài)。缺陷有一個(gè)本地化的字符，它是介紹了鉆軸承外圈溝。最大的樹(shù)林的寬度和深度約1毫米，其他尺寸按比例遞減，雖然這是不可能的作者來(lái)衡量，它準(zhǔn)確地在測(cè)試。圖13A顯示，在比賽的第一階段和圖缺陷。 13B的最后階段。特征頻率的外比賽缺陷軸的轉(zhuǎn)速，這是1.8交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速約為5.6軸（齒輪比為3.1）。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)不斷加載由電力生產(chǎn)0.1千瓦的發(fā)電機(jī)。 “轉(zhuǎn)速設(shè)置為45赫茲的恒定值。對(duì)于每個(gè)故障級(jí)別，10個(gè)信號(hào)S被記錄在25 kHz。 MID的地圖，計(jì)算從1 kHz到12 kHz的頻率范圍。最高頻率成立300赫茲（外圈故障特征頻率為83赫茲）和DF參數(shù)設(shè)置為10赫茲。作為一個(gè)調(diào)制的強(qiáng)度因子的衡量信封頻譜的峰度，即MID（ESK）。下一步，結(jié)果與MID的將提交進(jìn)行比較。 圖14，從完好無(wú)損軸承故障開(kāi)始發(fā)展的每個(gè)階段的MID地圖。 圖15。IMD的（ESK） “信號(hào)故障發(fā)展的每個(gè)階段：（一） - 無(wú)故障;（二）最小的斷層和（E）最大的故障。 基本介紹了故障的特征頻率是83赫茲的頻率軸位于左右。期間損害的增長(zhǎng)不僅調(diào)制幅度越來(lái)越強(qiáng)，但也可以注意到載波頻率的數(shù)量越來(lái)越大。作為這種現(xiàn)象的結(jié)果，能源總量研究二階調(diào)制增加。此外，因?yàn)橛袥](méi)有其他來(lái)源結(jié)構(gòu)激發(fā)被測(cè)物體上，中旬地圖不包含任何額外的組件。 此外，擬議的分析延伸到IMD的地塊。上圖顯示的結(jié)果。 15，計(jì)算為整個(gè)載波頻率范圍。 為了比較不同類(lèi)型的分析，為MID估計(jì)，在同一數(shù)據(jù)上的額外計(jì)算用不同的調(diào)制強(qiáng)度的因素。圖16禮物所取得的成果應(yīng)用的MID連同國(guó)際管理發(fā)展研究所（（圖17）圖上相同的參數(shù)計(jì)算。 15。 MID似乎在欠發(fā)達(dá)階段的故障檢測(cè)。的MID的結(jié)果（ESK）也比較清晰二階調(diào)制的存在的證據(jù)。此外，MID（ESK）包含一些的干擾大約3和10 kHz的載波頻率軸。這些都是由于電氣干擾造成的第一階調(diào)制從變頻器和不相關(guān)的機(jī)械故障。這些組件不包含任何有價(jià)值的信息不應(yīng)該被正在審議之中。 MID似乎對(duì)這種干涉強(qiáng)勁，其中的情況下軸承的診斷是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。此外，由于其使用雙邏輯條件（見(jiàn)第2.2）（MID的地圖是載波頻率軸f選擇性比基于峭度的方法。 圖16。計(jì)算故障發(fā)展的每個(gè)階段的信號(hào)：（一）無(wú)故障;（二）最小的故障及（e）最大的故障 圖17 IMD的故障發(fā)展的每個(gè)階段的信號(hào)計(jì)算：（一）無(wú)故障;（二）最小的故障及（e）最大的故障。 5。結(jié)束語(yǔ)。 本文提出的調(diào)制強(qiáng)度分布可以被看作是首次探測(cè)到一個(gè)通用的工具和二階調(diào)制。它的特點(diǎn)是一個(gè)開(kāi)放的模塊，它接受各類(lèi)量身定制的估計(jì)是選擇或設(shè)計(jì)研究調(diào)制的性質(zhì)而定。結(jié)果表明，估計(jì)使用邏輯“和”經(jīng)營(yíng)者可以正確檢測(cè)調(diào)制。在實(shí)踐中，存在第一或第二階調(diào)制組件是未知的用戶(hù)。沒(méi)有任何關(guān)于檢查信號(hào)的知識(shí)，建議隨后使用MID（有效值）（8）和MID（14）為了獲得有關(guān)其全面的信息循環(huán)平穩(wěn)組件。 建議的工具，可以了解機(jī)械系統(tǒng)中的光譜性質(zhì)的調(diào)制非常有用。在它可以幫助估計(jì)兩種方法檢測(cè)到的故障的大小。首先，不僅調(diào)制的價(jià)值強(qiáng)度因子，但也興奮的故障組件的共振頻率。此外，由于其高選擇性，調(diào)制強(qiáng)度分布圖，可以幫助在不同光譜成分的分離 還值得一注意，該算法是CPU密集型的，需要比較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間（以小時(shí)為一個(gè)振動(dòng)信號(hào)范圍）?？s短計(jì)算時(shí)間的方法之一是并行算法。最近，這一直是計(jì)算統(tǒng)一設(shè)備架構(gòu)（CUDA技術(shù)）技術(shù)，這是用于開(kāi)發(fā)并行圖形處理單元（GPU）卡NVIDIA這樣的，運(yùn)行的可執(zhí)行代碼。在MID然后可以很容易地通過(guò)算法的GPU，可以加快了2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。 參考文獻(xiàn)： 1. 研究振動(dòng)分量的盲分離安東尼，機(jī)械。 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