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基于小波域平稳子空间分析的风力发电机齿轮箱故障诊断
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2014.6.1
  • 页码:9-16
  • 分类:TH132[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]东南大学仪器科学与工程学院,南京210096, [2]康涅狄格大学机械工程系 斯托斯 06269 美国
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175080)
  • 相关项目:基于小波理论和多时间尺度建模的旋转部件健康监测研究
中文摘要:

风力发电机齿轮箱故障信号为非平稳瞬态微弱信号,容易被齿轮啮合信号及其他噪声淹没.提出一种融合连续小波变换(Continuous wavelet transform,CWT)和平稳子空间分析(Stationary subspace analysis,SSA)的信号分解方法并应用于风力发电机齿轮箱故障诊断中.平稳子空间分析作为一种盲源分离技术可将高维数据分解成平稳源部分和非平稳源部分,对待分析信号各分量间的独立性没有要求且不需要任何先验信息.连续小波变换则可利用其所具有的多尺度分析特性把一维时间序列转换为不同尺度下的多维时间序列.对观测得到的一维时间序列数据进行连续小波变换得到多维时间序列作为平稳子空间分析的输入,利用平稳子空间分析方法将该多维时间序列分解为平稳源信号分量和非平稳源信号分量,对非平稳源信号进行包络谱分析得到齿轮箱故障的特征频率.该小波域平稳子空间分析方法被应用于一个实际风力发电机齿轮箱振动信号的分析,试验结果表明该方法可有效地诊断出齿轮箱中的轴承故障.

英文摘要:

Fault-related signals of wind turbine gearbox are non-stationary,transient and weak,which are often mixed together with gear meshing signals and submerged in background noise.A new wind turbine gearbox fault diagnosis method based on continuous wavelet transform(CWT) and stationary subspace analysis(SSA) is presented.The SSA is a blind source separation technique that can extract stationary and non-stationary source components from multi-dimensional signals without the need for independency and prior information of the source signals.Multi-scale analysis ability inherent in CWT allows for decomposing one dimensional signal into multi-dimensional signals,which can be naturally used as inputs to SSA to obtain the stationary parts and non-stationary parts of the original signal.Subsequently,the selected non-stationary component is analyzed by the envelope spectrum to identify potential fault-related characteristic frequency.Experimental studies from a real wind turbine gearbox test have verified the effectiveness of the presented method.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603