Разработка метода анализа импульсных составляющих случайных процессов вибрации приводов горных машин

• Автор: Щукин, Егор Львович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 108 с.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИМПУЛЬСОВ В

ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ.

1.1. Вибродиагностика

1.2. Импульсные нагрузки и их характеристики.

1.2. Стандартные методы анализа импульсов

1.3. Вейвлетанализ

1.3.1. Особенности ВП

1.3.2. Применение вейвлетанализа в вибродиагностике.

1.4. Постановка задач работы.

1.5. Основные итоги и выводы.

ГЛАВА 2. ВЫБОР ВЕЙВЛЕТФУНКЦИИ
2.1. Обоснование критериев оптимальности вейвлетфункции
2.2. Выбор оптимальной вейвлетфункции.
2.3. Аналитическое представление ВП импульса.
2.4. Оптимальный диапазон собственной частоты ВФ.
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
3.1. Диапазоны вариации параметров.
3.1.1. Собственная частота импульса о.
3.1.2. Скорость затухания импульса р.
3.1.3. Момент возникновения 0.
3.1.4. Начальная амплитуда а0
3.2. Алгоритм определения параметров импульса
3.3. Влияние шума и гармонической составляющей.
3.3.1. Влияние шума
3.3.2. Влияние гармонической компоненты
3.4. Анализ сложного виброакустического сигнала
3.5. Основные итоги и выводы.
ГЛАВА 4. МЕТОД СЕРИЙНОГО ВЕЙВЛЕТПРЕОБРАЗОВАНИЯ
4.1. ВИД СЕРИЙНОГО ВЕЙВЛЕТПРЕОБРАЗОВАНИЯ
4.2. СВП ИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА.
4.3. СВП ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА
4.4. Разделение импульсных компонент.
4.5. Разделение гармонических компонент
4.6. Анализ сложного сигнала.
4.7. Анализ реального сигнала
4.8. Основ ье итоги и выводы
5. ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ МЕТОДА СВП. СРАВНЕНИЕ С МЕТОДОМ ФУРЬЕ
5.1. Ограничения СВП.
5.2. Влияние шума
5.3. Влияние модуляций.
5.3.1. Амплитудная модуляция.
5.3.2. Частотноимпульсная модуляция.
5.3.3. Фазовая модуляция.
5.4. Настройка параметров вейвлетфункций в СВГ.
5.5. Сравнение с Фурьепреобразованием.
5.6. Основ ье итоги и выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Введение
Актуальность


ГЛАВА 4. СВП ИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА. Разделение импульсных компонент. Анализ сложного сигнала. ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ МЕТОДА СВП. Ограничения СВП. Влияние модуляций. Амплитудная модуляция. Частотно-импульсная модуляция. Фазовая модуляция. Настройка параметров вейвлет-функций в СВГІ. Сравнение с Фурье-преобразованием. Основі іьіе итоги и выводы. Актуальность работы. Высокая информативность и относительная простота измерения параметров вибрации определили широкое распространение методов вибродиагностики в промышленности. Одной из основных характеристик технического состояния динамического оборудования и смежных конструкций является интенсивность и структура вибрационных процессов. Функциональные особенности приводов горных машин (высокая нагружснность, низкие рабочие скорости и невысокий класс ц точности) создают условия для развития выраженных локальных дефектов, порождающих импульсные процессы во взаимодействиях кинематических пар узлов и деталей. Практические дефекты создают серии импульсов, которые имеют малоамплитудный широкополосный спектр и поэтому зачастую принимаются за шум. Известно, что подобные дефекты развиваются лавинообразно и приводят к непредвиденным остановкам оборудования, поэтому их диагностика требует получения информации о дефекте на ранних этапах его развития. Существующие способы диагностики состояния зубчатых передач и подшипников качения в основном базируются на анализе Фурье-спектра, но такой подход недостаточно эффективен, поскольку спектр, представляя усредненные за период частотные характеристики, скрывает дефекты. Применяемые аппаратные методы анализа импульсных компонент сложны в реализации и дороги, так как требуют использования специального дорогостоящего оборудования. В то же время они позволяют оценивать лишь общие энергетические парамегры импульсных компонент в случайном процессе вибрации. Параметры ударных импульсов определяются степенью развития и локализации дефекта, поэтому могут служить его достоверными диагностическими признаками. Работа выполнялась в соответствии с планами НИР Института угля и углехимии СО РАН на - гг. Проект 5. Математическое моделирование систем и процессов угледобычи". Задание: "Структурные и информационные модели систем угледобычи и процессов функционирования сложных объектов"); планами НИР Института угля и углехимии СО РАН на - гг. Проект 5. Научное обоснование процессов реструктуризации и развития угольной промышленности". Задание № : "Разработка комплекса информационных моделей функционирования сложных объектов угледобычи"). Целью работы является разработка математического метода и алгоритма интерпретации случайного процесса вибрации на базе общей математической модели при диагностике состояния приводов горных машин вибрации. Идея работы заключается в получении информации о структуре и параметрах случайных процессов вибрации на основе их частотно-временного представления (вейвлет-преобразования). Фурье-преобразованием. Методы исследования. В работе использовались методы теории функций комплексного переменного, теории дифференциальных уравнений, методы интегрального и дифференциального исчисления, математические аппараты вейвлет-преобразования, Фурье и кепстрального анализа. Моделирование вибрационных процессов проводилось на ПК с использованием прикладных математических пакетов MathCad 7. Сбор экспериментальных данных осуществлялся коллектором-анализатором данных DC-7B (Predict DLI USA). Фурье. Реализация работы. Результаты работы реализованы в программном комплексе анализа процессов вибрации динамического оборудования, применяющемся в Институте угля и углехимии СО РАН. Апробация работы. Основные научные и практические результаты докладывались и получили одобрение на областной научной конференции "Молодые ученые Кузбассу. Взгляд в XXI век" (ИУУ, Кемерово, ноябрь г. Динамика и прочность горных машин" (ИГД, Новосибирск, май г, май г. Современные проблемы и практика виброакустического проектирования и вибродиагностики оборудования" (УГЛТУ, Екатеринбург, апрель г. Публикации.