CN106840660A - 一种基于Hilbert‑Huang变换的齿轮箱故障诊断系统 - Google Patents

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于广滨
陈溪
李刚
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Abstract

机械故障诊断的方法有很多，从振动信号中提取反映机械零件状态的信息进行故障诊断是最常用的方法，也是最有效的方法之一。而一般旋转机械发生故障时，其振动信号往往是非平稳的，其统计量（如相关函数、功率谱等）是实变函数。对于这种情况，只了解信号在时域或频域的全局特性是不够的，还希望的到信号频谱随时间变化的情况。本发明的目的是提供一种基于Hilbert‑Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其组成包括：传感器组，所述的传感器组，所述的传感器组与信号调理器，所述的信号调理器与A/D转换器连接，所述的A/D转换器连接与工控机连接。所述的工控机内部包含数字信号处理软件。本发明用于一种基于Hilbert‑Huang变换的齿轮箱故障诊断系统。

Description

一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统
技术领域
本发明涉及一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统。
背景技术
机械故障诊断的方法有很多，从振动信号中提取反映机械零件状态的信息进行故障诊断是最常用的方法，也是最有效的方法之一。传统的傅里叶变换是一种整体变换，即对信号的表征要么完全在时域，要么完全在频域，作为频域表示的频谱或功率谱并不能说明其中的某种频率分量出现在什么时候及其变化情况。而一般旋转机械发生故障时，其振动信号往往是非平稳的，其统计量（如相关函数、功率谱等）是实变函数。对于这种情况，只了解信号在时域或频域的全局特性是不够的，还希望的到信号频谱随时间变化的情况。Wigner-Ville分布采用的是双线性变换而不是线性变换，因此对多分量信号进行分析时会有严重的交叉项干扰。小波变换对信号的局部缺乏自适应性，选定了分解尺度后得到的小波分解结果是某一固定频率段的时域波形，所包含的频率只与信号的分析频率有关，而与信号本身无关，从这点上来说，小波变换不具备自适应的信号分解特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，解决上述缺陷。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其组成包括：传感器组，所述的传感器组，所述的传感器组与信号调理器，所述的信号调理器与A/D转换器连接，所述的A/D转换器连接与工控机连接。所述的工控机内部包含数字信号处理软件。
一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，所述的信号调理器还与频谱分析仪连接，用于测量信号失真度、调制度以及谱纯度。
一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，所述的传感器组包括电涡流位移传感器、压电加速度传感器以及光电转速传感器。
一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，所述的数字信号处理软件是基于Hilbert-Huang变换编程得到，可对信号进行EMD分解和Hilbert变换。所述的数字信号处理软件包括数据管理模块、信号分析模块、状态识别模块、图像处理模块、数据解释模块、故障诊断模块以及系统管理模块。
有益效果：
1.本发明可对齿轮箱的振动信号进行分析处理，判断齿轮箱是否发生故障，以及故障的类型，以此来采取进行相应的结局措施，防止发生事故，造成不必要的损失。
2.本发明利用Hilbert-Huang变换对非平稳信号进行分析处理，可以根据信号的局部时变特性进行自适应的视频分解，非常适用于非平稳非线性信号的分析。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明进行故障分析时的流程图。
具体实施方式：
实施例1：
一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其组成包括：传感器组1，所述的传感器组，所述的传感器组与信号调理器2，所述的信号调理器与A/D转换器3连接，所述的A/D转换器连接与工控机4连接。所述的工控机内部包含数字信号处理软件5。
实施例2：
根据实施例1所述的一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，所述的信号调理器还与频谱分析仪6连接，用于测量信号失真度、调制度以及谱纯度。
实施例3：
根据实施例1所述的一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，所述的传感器组包括电涡流位移传感器、压电加速度传感器以及光电转速传感器。
实施例4：
根据实施例1所述的一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，所述的数字信号处理软件是基于Hilbert-Huang变换编程得到，可对信号进行EMD分解和Hilbert变换。所述的数字信号处理软件包括数据管理模块、信号分析模块、状态识别模块、图像处理模块、数据解释模块、故障诊断模块以及系统管理模块。

Claims (4)

1.一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其特征是：其组成包括：传感器组，所述的传感器组，所述的传感器组与信号调理器，所述的信号调理器与A/D转换器连接，所述的A/D转换器连接与工控机连接，所述的工控机内部包含数字信号处理软件。
2.根据权利要求1所述的一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其特征是：所述的信号调理器还与频谱分析仪连接，用于测量信号失真度、调制度以及谱纯度。
3.根据权利要求1所述的一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其特征是：所述的传感器组包括电涡流位移传感器、压电加速度传感器以及光电转速传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断系统，其特征是：所述的数字信号处理软件是基于Hilbert-Huang变换编程得到，可对信号进行EMD分解和Hilbert变换，所述的数字信号处理软件包括数据管理模块、信号分析模块、状态识别模块、图像处理模块、数据解释模块、故障诊断模块以及系统管理模块。
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