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1、学校代号：10 7 31 学号：0 9 2 0 8 0 2 0 1 0 6 7 密级：公开 兰州理工大学硕士学位论文 基于经验模态分解的转子故障信号熵特征 提取研究 学位申请人姓：扬塞堪 导师姓名及职称：型苤趁熬援 培 养单位：扭鱼工程堂院 专业名 称：扭越剑造厘墓自动丝 论文提交日期： 2 Q12 生且31 旦 论文答辩日期： 2 Q12 生鱼旦! 日 答辩委员会主席： 奎围塞教攫级直工 R e s e a r c ho fQ u a n t i f i c a t i o nF e a t u r eE x t r a c t i o nM e t h o df o r R o t o r
2、F a u l tS i g n a lB a s e do nE n t r o p ya n dE M D b y Y A N GW e n y i n g B E ( N o r t h w e s t e r nP o l y t e c h n i c a lU n i v e r s i t yM I N GD E C o l l e g e ) 2 0 0 9 At h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e R e q u i r e m e n t sf o rt h ed
3、 e g r e eo f M a s t e ro fE n g i n e e r i n g I n M e c h a n i c a lM a n u f a c t u r i n ga n dA u t o m a t i o n i nt h e G r a d u a t eS c h o o l o f L a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y S u p e r v i s o r P r o f e s s o rZ H A OR o n g z h e n M a y ，2 0 12 兰州理工大学学位
4、论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：霹勿二嵌 日期：2 。，2 年否月石日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学 位论文的全部或部分内容编
5、入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学 技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名： 导师签名： 物乏疆 黎撕 日期：20 1 2 年 日期：如庄ofp 占 月占日 ，月日 硕十学位论文 目录 摘要I A b s t r a c t I I I 插图索引V 附表索引V I 第1 章绪论1 1 1 课题背景1 1 2 课题研究意义1 1 3 国内外研究现状2 1 3 1 经验模态分解的国内外研究现状2 1 3 2 信息熵的国内外研究现状3 1 3 3 信息融合技术的国内外研究现状
6、4 1 4 课题主要研究内容4 第2 章旋转机械常见故障及基于E M D 的故障信号处理6 2 1 引言6 2 2 转子振动模型及典型故障振动特性6 2 3 转子故障振动信号的预处理1O 2 3 1 转子故障信号的采集装置10 2 3 2 转子故障信号的选取11 2 3 3 滤波器设计1 1 2 3 4 中值滤波及小波消噪算法原理l l 2 3 5 滤波器的实验与仿真分析12 2 4 基于E M D 的信号处理方法13 2 4 1E M D 基本原理简介13 2 4 2 内禀模态分量( I M F ) 的定义13 2 4 3E M D 的分解步骤1 4 2 5E M D 方法的特点15 2 6
7、E M D 分解法中存在的主要问题及解决方法研究15 2 6 1 内禀模态函数的判据问题及解决方法15 2 6 2 端点效应问题及解决方法16 2 6 3 仿真实验设计与分析17 2 7 本章小结l9 第3 章转子振动信号的多域熵特征分析方法研究21 基于信息熵和经验模态分解的转子故障信号量化特征提取研究 3 1 引言2 1 3 2 信息熵的基本概念及性质21 3 2 1 基本概念2 1 3 2 2 信息熵的基本性质2 l 3 3 振动信号的时域信息熵特征规律2 3 3 3 1 奇异谱分析基础2 3 3 3 2 奇异谱熵概念2 3 3 4 振动信号的频域信息熵特征规律2 4 3 5 振动信号的
8、时一频域信息熵特征规律2 5 3 5 1 小波变换的定义与性质2 5 3 5 2 小波变换中的能量关系2 6 3 5 3 小波能谱熵2 7 3 5 4 小波空间状态谱熵2 8 3 6 信息熵熵带及熵带中心概念2 9 3 7 结论与分析2 9 3 8 本章小结2 9 第4 章基于E M D 和信息熵的量化特征提取方法研究3 0 4 1 引言3 0 4 2 转子故障信号的经验模态分解3 0 4 3 主分量选择方法设计3 3 4 3 1 能量法选取分量3 3 4 3 2 相关系数法验证所选分量准确性3 3 4 3 3 对比与分析3 5 4 4 主分量的量化特征提取方法设计35 4 4 1 基于主分量
9、信息熵的量化特征提取36 4 4 2 对比与分析3 6 4 5 本章小结3 7 第5 章基于信息融合的转子故障类型辨识方法研究38 5 1 引言3 8 5 2 信息融合的基本概念38 5 2 1 基本定义3 8 5 2 2 信息融合的层次结构3 8 5 3 广义集合3 9 5 3 1 广义集合的概念及定义3 9 5 3 2 广义集合的分类4 0 硕十学位论文 5 3 3 广义集合的表示方法4 0 5 3 4 广义集合的运算与性质4l 5 3 5 时空( 场) 广义集合的概念4 2 5 4 信息熵和广义集合集成的转子系统故障模式辨识方法设计4 2 5 4 1 典型转子故障信号的信息熵状态4 2 5 4 2 时空场广义集合的故障信号信息熵空间状态分布图4 4 5 5 本章小结4 5 第6 章基于L a b V I E W 的转子故障信号分析系统4 6 6 1 引言4 6 6 2L a b V I E W 简介4 6 6 3 图形用户界面的设计原则4 6 6 4 基于L a b V I E W 的转子故障信号测试系统的功能4 6 6 5 基于L a b V I E W 的典型转子故障信号诊断系统的实现4 7 6 6 实验讨论与分析4 9 6 7 本章小结5 0 总结与展望51 总结5l 展望5 2 参考文献5 3 致谤 5 7 附录A 攻读学位期间所发表的
