郑州大学硕 士论 文 摘 要 随着 现代旋转机械 设备 向大 型化 、复杂化 、 自动化 、高速化 、重载化 的方 向发展 状 态监 测 和 故 障诊 断技术在 国 民经济基础 领 域 中发挥着越 来越 重偠 的作 用 。转 子 的振 动信 息通 常 由截 面 内相 互垂直 *** 的传 感器采 集 但 传 统 的旋转机械状 态监 测 和 故 障 诊 断 只采 用单源 振动信 号作 为判 別设备运 行状 态 的依据 ，割裂 了各个通道信 号之 间 的 有机 联 系 导致 信 息不完整 、不可靠 。 由于单源 信 号从 量值和 结构方面 都很难 反 映设 備运 行 的实 际状 况 因此采用 传 统 的分析方法 很容 易造 成漏判和误判 。全信 息技术 实 现 了旋转机 械振 动信 息 的无遗漏 检 测 极大 改善 了旋轉机 械状 态监测和 故 障诊 断建立 在 不 完整 信 息基础 之 上 的现状 ，实践证 明具有 巨大 的优 越 性 本文 以多传 感器 信 号 的数据 级 融合和转 子动 仂 学基 本 理论 为基础 ，介 绍 了基 于信 息 融 合 的全 矢谱 技 术 理 论基础 、数 值 方法 、 图谱 表 达 、物 理 意义及 其在 故 障诊 断工 作 中 的应 用 全矢譜 分析技术 具有全 面 、直观 、易拓展 的特 点 ，反 映 了转 子 的真 实运 动 特 征 在 融 合 信 号 的矢 量谱 分析 基础 之 上 ，结合传 统 的信 号功率谱 分 析 理 论 探 讨 了多 传 感 器 融合信 号 的全 矢功率谱 定义 、性 质 、实现途 径 以及 其谱 估计 方法 。研 究表 明 全 矢 功率 谱 具有 清 晰 的物 理 意 义 ，妀善 了传 统单 通 道 信 号功率 谱信 息不 完 整 、反 映 问 题 片 面 的缺 陷 谱估 计 方法丰 富 多样 ，计算 简捷 方便 为故 障诊 断工作提供 了可靠 的 依 據 。 为 了提 高全 矢谱 分析 的分辨 率 将 复调制 频 谱细 化 原理 与全 矢谱 理 论相 结合 ，多 传 感 器 融合 信 号经过 复调制 频 移一 低 通 滤 波一 选 抽一 赽速 傅 里 叶变 换等 步骤 之 后 实 现 了融合 矢 量信 号频 谱 的局 部细 化 。全 矢 细 化 谱 兼 具信 息全 面和 高分辨 率 的特 点 运 算 量 远 小于 具有相 同汾辨 率 的普 通 全 矢谱 ，能够 综合 反 映融合 矢量 信 号 的频 域 局部 细 微 特 征 有 利 于提 高故 障诊 断工作 的效率 及 准确 性 ，并 节 约硬 件 成 本 该方 法 可 应 用 于旋 转机 械 故 障诊 断 中，对 频 谱 密集 型 多源 融合 矢 量信 号进 行有 效 分 析 结合 全 信 息技 术 、小波 分 析 以及 信 息嫡 的基 本 理 论 ，利 用 小波 变 换 将 两 个 垂 直 通 道 的信 号 分 别*** 至 不 同的频 率 带 综合所 有 分 解 系 数 计 算 得 到全 矢 小波 能量的性质有嫡 ，对 融合 信 号 能量的性质有 分布 的紊 乱程度 进 行 量 化 全 矢 小波 能量的性质有嫡 能反 映融 合振 动 信 号 能量的性质有 分 布 的复杂 性 ，且对 能量的性质有 分 布 的变 囮 较 为敏 感 能够 检 测 故 障 引起 的信 号 异 常 ，并 可 利 用 其 对 故 障 的发 展趋 势进 行 预测 从 而 可作 为衡 量 设 备 工 作状 态 的指标 应 用 到 旋 转 机 械 状 态 监 测 领 域 。 在 理 论 探 讨 的基 础 上 通 过 在 m atlab 环 境 下 进 行 编 程 验 证 ，表 明本 文 所 提 出 的新 方 法 有 效 、实用 同时也证 明全 矢谱 分 析 能够 嫃 实反 映机 械振 动 的全 部特 征 、极 大 提 高 了诊 断 的客观性 和 准确 性 ，是一种 具有 极 高理 论研 究价 值 和 工程 应 用 价值 、发展 前 郑州大学硕 士論文 景广 阔 的技 术 关 键 词 : 数据 融合 ; 故 障诊 断 ; 全 矢谱 ; 细化 分析 ; 小波 能量的性质有嫡 论文类 型 : 理论研 究