内积变换原理表明,基函数最相关或类似的故障特性是关键的有意义的故障检测。定制的多小波方法和实践不断提高近些年,双刻度相似变换(TST),专注于提升变换(LT),和提升方案(LS)。由于各自的优点和缺点,比较研究多小波由结核菌素施工方法,对称和不对称的LT和LS是本文所讨论的,涵盖建筑理论的差异,综合分析建设策略和波形特征的比较及其适用场合。综合利用施工方法的能力,一种新颖的定制的多小波库建立了准确的故障检测。该方法应用于滚动轴承的早期故障检测电力机车来验证其有效性和可行性。
在长期运营和/或复杂严峻的条件下,内核组件和重要结构的关键机械设备不可避免地会产生各种故障或损伤,产生非计划停机时间和昂贵的故障。因此,机械故障检测在近几十年来受到相当大的关注。这样的机械故障检测方法的线性变换是傅里叶变换和小波变换
作为一个典型的内积变换,新兴的二重小波理论的新发展,吸引的兴趣研究[
尽管之前定制的二重的进步,适当的多小波选择施工方法等挑战对于一个给定的故障检测在工程实践中仍然存在。为了解决这个问题,研究上述多小波施工方法进行了探讨。这些建筑理论的优点和缺点是第一次讨论。然后,综合分析建设策略研究。此外,测试每个定制的多小波的特征,总结了对称和不对称的LT, LS及其适用场合。此外,一个广泛的定制的多小波库由这些施工方法建立的准确分析机械故障检测。提出了多小波库应用于电力机车滚动轴承早期故障检测的。
本文的其余部分组织如下。多小波理论的简要介绍和前面提到的多小波在部分施工方法进行了综述
双刻度方程,提出的多小波分解
由于最初的膨胀系数,必须事先进行预处理,采用过采样表示执行对特征提取和摘要(
Strela提出的结核菌素(
最初的二重,LT先后修改多个小波函数和回馈都瞬间消失的数量等属性。表示
LS是一个强大的施工工具,在空间域双正交的二重派生。从向量输入信号
多小波LS。
结核菌素是一种新的隐性定制与施工方法。以现有的多小波系统为起源,一系列新的多变的双正交的二重可以通过测试。实际上,多个尺度函数的近似秩序和规律是提高测试,等良好的性质有限支持和对称的多小波系统剩余的卸货。然而,近似秩序和规律的双重减少TST多个尺度函数,使得基函数的不平衡及其双重的。因此,我们不能同时建设好属性的基函数以及它们的双重的。此外,结核菌素构造新的多重尺度和小波函数,分别使用相应的原始多个尺度和小波函数,它不可能大幅改变基函数的波形。此外,TST方法涉及到矩阵的操作部门或奇异矩阵,计算导致的复杂和缓慢。
完美的基础上重建滤波器,双正交的二重获得的LT的升力系数,设计修改原来的二重的特点。没有矩阵分裂,LT简单、快速、灵活的建筑。在LT,消失的时刻多个对称或不对称的小波函数被修改以满足不同信号的要求。LT实际上是新的多重小波函数的线性组合的多重尺度和小波函数,从而可能导致大的变化波形。此外,LT总是产生短的有限支持的基函数,由于柔性约束长度的支持。尽管优势,LT构造新的多重小波函数,没有任何变化的多种扩展功能,导致同样的分解系数最低的频带。此外,双多重尺度和小波函数显示低的规律,减少信号重建的精度。因此,信号分解使用LT-based定义与通常应用于故障检测,没有信号重建。
类似于第二代小波,LS-based定制与派生的空间域不依赖傅里叶变换。LS的优点是简单的结构化设计,灵活的自适应结构,高速计算,占用内存少。在LS,多小波建筑是设计的矢量预测和更新操作,消失的时刻可以设计对于一个给定的信号。等属性的有限支持、规律性和对称性可以保存在LS。然而,主要山峰的波形与设计相对应的不同的基函数向量的预测和更新操作非常类似。不同的自由参数在LS只改变振荡的数量和波形subpeaks基函数。
测试修改近似命令显示了定制的二重的隐性结构检测旋转机械故障。从GHM二重(
基于峰度最大化原则,建设战略TST-based定制的二重如图
TST-based定制与建设策略。
在故障检测,基函数应该有足够的消失的时刻,奇点签名可以从噪声中提取信号。因此,LT采用一系列双正交的二重构造规律和短支持各种消失的时刻。注意,因为本地化错误通常生成动态脉冲响应特征的单边振荡衰减,基函数的对称性不是故意限制在施工方法基于内积变换原理。的基础上固定三次埃尔米特二重[
使用定义良好的局部最小熵谱对于典型的机械故障(
建设战略LT-based定制与各种消失的时刻。
作为二重的重要属性之一,对称性可以确保线性相位的财产或者至少multifilters的一般线性阶段,有效地避免重建错误。因此,采用对称的选择在LT获取对称或反对称基函数。如果
峰度最大化原则,建设战略LT-based定制的二重对称图所示
LT-based定制的二重对称施工策略。
LS的固有的定制设计的工具与机械故障检测。根据埃尔米特样条插值,一系列变量LS-based二重双正交的特性,对称,短期支持,构造和消失的时刻。矢量预测算子
最小熵使用建设战略LS-based定制的二重如图
LS-based定制与建设策略。
基于GHM二重,一系列TST-based定制的二重构造。一个改进的多小波的例子
TST-based二重:(a)多尺度和小波函数;(b)双重多重尺度和小波函数。
以三次埃尔米特二重为起源,一个家庭的LT-based定制与各种消失时刻根据图了
LT-based多个小波函数与各种消失时刻:(一)1;(b) 2;(c) 3日;(d) 4日;(e) 5日;(f) 6日;(g) 7日。
对称选择引入LT,对称的多重小波函数设计以下图的流程图
LT-based二重对称。
埃尔米特样条插值的基础上,矢量预测和更新运营商,分别根据图设计
LS-based二重。
总之,不同的建筑理论和策略有各自的优点和缺点。与此同时,上述四种类型的定制的二重独特的波形特征。因此,一个适当的多小波选择施工方法根据基函数的属性和波形的定制设计与工程实践。其中,最相似的或相对二重构造和选择根据给定信号分析基于内积变换原理的意义和有效的机械故障检测。
考虑各种利弊在上述建筑理论和策略以及多小波的特点,建立一个广泛的定制的多小波库结核菌,对称和不对称的LT, LS的准确分析机械故障检测。图
定制的多小波库的建设策略。
提出了定制的多小波库验证对电力机车轴承故障检测测试设备如图
轴承的几何参数测试。
| 参数 | 价值 |
|---|---|
| 轴承规格 | 552732 qt |
| 内座圈直径 | 160毫米 |
| 外环直径 | 290毫米 |
| 辊直径 | 34毫米 |
| 辊数 | 17 |
| 接触角 | 0° |
电力机车测试设备。
一个嘈杂的信号显示在图中
分析了信号。
自定义多个小波函数。
使用该方法纯化的结果。
为了证实了该方法的有效性,它也比TST-based LT-based和LS-based定制的二重对称,纯化的结果显示在图
纯化的结果相比,使用方法:TST-based二重(a);(b) LT-based二重对称;由LS-based二重(c)。
轻微的摩擦故障轴承的外环测试。
由于各自的优点和缺点明显的多小波的构造方法,定制与机械故障检测等主要挑战受到适当的施工方法。结核菌素,因此,研究对称和不对称的LT和LS多小波构造方法是本文所讨论的,涵盖建筑理论的差异,综合分析建设策略和波形特征的比较及其适用场合。在工程实践中,简单而直接选择一个适当的多小波方法施工方法如下。
TST-based定制的二重很适合和摩擦故障检测的影响,例如,大型机械的rub-impact断层单元。
LT-based定制与各种消失时刻可以采用机械等局部故障诊断滚动轴承的轻微划痕故障。
LT-based定制的二重对称也适合机械局部故障诊断,特别是在信号处理的高要求。
LS-based定制的二重适合捕捉大阻尼系统的机械故障如轧钢厂或电动机车。
综合利用施工方法的能力,一种新颖的定制的多小波库建立了更有效的比每一个故障检测的方法。实验验证该库进行初期的电动机车轴承故障诊断来验证其有效性和可行性。
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
摘要Zhengjia教授纪念他,不幸的是死于癌症。真诚的感谢是由于他的指导和启示,作者可以受益于在他们的整个生活。这项工作是由中国国家自然科学基金支持的(没有。51405301)和上海科学技术委员会(没有。13111101300)。此外,作者王晓东博士感激地感谢他的贡献的研究。