改进的局域均值分解在机械故障诊断中的应用.pdf

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1、Vo1．42No．4计算机与数字工程总第294期546Computer&DigitalEngineering2014年第4期改进的局域均值分解在机械故障诊断中的应用任昭晶董增寿(太原科技大学电子信息工程学院太原030024)摘要为了准确地提取出故障特征，把局域均值分解算法应用于机械故障振动信号的特征提取中。然而在对信号进行局域均值分解时，由于端点的趋势无法预知，在分解时会污染到整个信号序列，而且滑动平均造成了信号的过平滑处理，导致故障特征不能准确地提取。采用波形匹配解决端点处信号的走势，之后再利用线性插值求得信号的局域均值函数与包络函数，通过在Matlab环境下仿真调幅信号验证了该算法在端点

2、处能很好的保持原有信号的特征；并采用实际的机械振动信号进行实验验证，引人端点效应评价指标，根据分解后的生产函数与原信号的相关系数验证了改进的局域均值分解更能准确地提取故障特征。关键词局域均值分解；端点效应；线性插值；波形匹配；故障提取中图分类号TP391．9DOI：10．3969／j．issn1672—9722．2014．04．002ImprovedLocalMeanDecompositionanditsApplicationinMechanicalFaultDiagnosisRENZhaojingDONGZengshou(SchoolofElectronicInformationEngin

3、eering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024)AbstractInordertOaccuratelyextractthefaultcharacteristics，localmeandecompositionisappliedtOmechanicalfail—urevibrationsignalfeatureextraction．However，inthelocalmeandecompositionofthesignal，thetrendoftheendpointcannotbepredictedthatcauseco

4、ntaminatetheentiresignalsequence，theoriginalmovingaverageofthesignalusedover-smoot—hingtreatment，resultinginfailurecharacteristicscannotaccuratelyextract．Waveformmatchingisintroducedtosolvetheoriginalfeaturesofsignalsattheendpoints，usinglinearinterpolationtogetlocalmeanandenvelopefunction，itisverif

5、iedbysimulationamplitudemodulatedsignalinMatlabandhasgoodeffectonkeepingtheoriginalfeaturesofsignalsattheendpoints；andtheintroductionofendeffectevaluationindex，basedontheproductionfunctiondecompositionofthecorrelationcoefficientwiththeoriginalsignal，itverifiesthattheimprovedalgorithmhasmoreeffectiv

6、elyextractfaultinthemechanicalvibrationsigna1．KeyWordslocalmeandecomposition，endeffect，linearinterpolation，waveforlTtmatching，faultextractionClassNumberTP391．9方向。而非平稳信号有着与时间有关的统计特性，1引言对其进行时频域分析能够很好地得到信号的时域机械故障诊断旨在发现潜在的故障，而机械在和频域的特性。至今，典型的时频域方法有短时傅工作中会发生振动，且大量的振动信号都是非平稳立叶变换，Wigner-Ville分布，小波分析，希尔伯特信

7、号，对实际测得的振动信号能够提取各种特征，变换n]。许多学者[3]已将希尔伯特变换应用与并应用特征参数进行状态监测和故障诊断，因此研机械故障诊断的特征提取中。在希尔伯特变换的究振动信号的数字信号分析方法成为主要的研究基础上，出现了一种新的时频分析方法。它是由*收稿日期：2013年1O月17日，修回日期：2013年11月23日基金项目：山西省自然科学基金(编号：2012011015—4)；山西省科技攻关项目(编