論文作者：西安交通大學(xué) / 趙明

指導(dǎo)教師：林京《研究領(lǐng)域：機(jī)械動態(tài)測試與信號處理、機(jī)械故障診斷、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、智能制造、機(jī)電系統(tǒng)可靠性?！?/p>

與平穩(wěn)工況相比，變轉(zhuǎn)速下機(jī)械設(shè)備的動態(tài)信號十分復(fù)雜，信號會出現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相等非平穩(wěn)特征，這些特征又往往相互耦合，使故障特征的提取變得十分困難。變轉(zhuǎn)速下機(jī)械故障特征的提取既是許多行業(yè)機(jī)械裝備故障診斷水平提升所迫切需要解決的技術(shù)瓶頸，也是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題。

本論文是在這一背景下，從故障信號的產(chǎn)生機(jī)理、信號的傳播機(jī)制入手，通過研究轉(zhuǎn)速波動對機(jī)械動態(tài)信號影響的本質(zhì)，建立了機(jī)械故障瞬態(tài)幅、頻、相信息的自適應(yīng)提取方法，揭示了故障特征隨設(shè)備轉(zhuǎn)速的演化規(guī)律。這一研究工作為變轉(zhuǎn)速下的機(jī)械故障診斷理論奠定了基礎(chǔ)，并成功應(yīng)用于轉(zhuǎn)子裂紋特征提取、齒輪箱起停車故障診斷、變轉(zhuǎn)速軸承故障診斷、數(shù)控機(jī)床傳動鏈誤差溯源等領(lǐng)域，獲得了令人滿意的效果。

1. 針對傳統(tǒng)STFT方法存在瞬時轉(zhuǎn)速估計(jì)精度不足的問題，提出了一種基于短時chirp-Fourier變換的自適應(yīng)瞬時轉(zhuǎn)速估計(jì)方法。該方法可根據(jù)信號的時頻分布特性對信號進(jìn)行自適應(yīng)匹配分解，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備瞬時轉(zhuǎn)速的高效、精確估計(jì)。

2. 提出了一種適用于大轉(zhuǎn)速波動的無鍵相階次跟蹤技術(shù)。利用該技術(shù)可擺脫傳統(tǒng)階次跟蹤方法對鍵相信號的限制，為變轉(zhuǎn)速故障診斷提供了有效工具。

3. 提出了一種基于STPD的齒輪箱起停車故障診斷技術(shù)，將故障引起的相位調(diào)制表征為轉(zhuǎn)速和齒輪箱回轉(zhuǎn)角度的聯(lián)合分布函數(shù)，不僅可以更加有效地識別故障，而且能發(fā)掘設(shè)備的最佳轉(zhuǎn)速測試區(qū)間。

4. 從滾動軸承的振動形成機(jī)理出發(fā)，建立了一種無鍵相包絡(luò)階次分析方法，有效解決了變轉(zhuǎn)速下的滾動軸承診斷問題。

5. 將基于內(nèi)置傳感器信息的測試手段與非平穩(wěn)信號處理方法相結(jié)合，形成了變轉(zhuǎn)速下的機(jī)床傳動誤差測量與溯源技術(shù)，并開發(fā)了一套機(jī)床傳動鏈動態(tài)誤差測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)已為多家機(jī)床制造企業(yè)解決了20多臺/套機(jī)床的動態(tài)傳動誤差、多軸同步誤差、裝配誤差的測量及溯源等問題，為產(chǎn)品的性能評估提供了一種有效工具。