論文名稱：基于廣義局部頻率的非線性非平穩信號故障特征提取方法研究

論文作者：上海大學 / 唐友福

指導教師：劉樹林《研究領域：機械設備狀態監測、故障診斷、減振降噪及智能維護。》

論文名稱：基于廣義局部頻率的非線性非平穩信號故障特征提取方法研究

論文作者：上海大學 / 唐友福

指導教師：劉樹林《研究領域：機械設備狀態監測、故障診斷、減振降噪及智能維護。》

振動信號時頻分析作為設備故障特征提取的重要手段，在旋轉機械故障診斷過程中發揮著非常重要的作用。但是，對于往復機械來說，由于其結構復雜、運動形式多樣，系統激勵具有多源沖擊特點，產生的振動信號表現出較強的非平穩、非線性及非高斯等復雜特性。現有時頻分析方法得到的頻率成分，物理意義不明確，干擾頻率成分多，難以提取出適于往復機械故障診斷的有效特征信息。因此，往復機械多源沖擊振動時頻故障特征的提取已成為故障診斷領域的難點問題。本文研究就是圍繞這個難題進行展開，主要工作包括：

首先，提出了廣義局部頻率的定義與AWD特征提取方法。針對往復機械沖擊信號寬頻帶特征意義模糊的問題，提出了賦予沖擊信號新內涵的廣義局部頻率定義；充分考慮往復機械多分量信號特點，進一步提出了無需先驗知識的自適應波形分解特征提取方法。

繼而，建立了基于廣義局部頻率與AWD的時頻特征提取方法。針對往復機械多源沖擊信號具有的強非平穩性復雜特點，在廣義局部頻率與AWD的基礎上，建立了適于多尺度沖擊信號的時頻特征提取方法，為解決往復機械故障診斷難題提供了一種途徑。

同時，構造了基于廣義局部頻率的頻域分岔圖特征定性描述方法 。針對往復機械故障演化過程所體現的非線性規律，在廣義局部頻率譜分析的基礎上，提出了頻域分岔圖特征描述方法，定性揭示了非線性系統混沌狀態下的頻率調制特性。

最后，形成了基于廣義局部頻率的時頻域LZC特征定量描述方法。針對往復機械不同故障及程度所具有的非線性差異性，在廣義局部頻率時頻分析的基礎上，提出了LZC特征描述方法，能夠定量揭示往復機械時頻故障特征的非線性復雜度特征區間。

本文研究成果不僅具有一定的理論價值，也具有重要的應用價值。在大慶煉化公司開展了“大型往復壓縮機組維修前狀態預評估”研究，本文研究成果成功應用于往復壓縮機組故障診斷，為企業維修決策提供了有效的理論指導，取得了良好的經濟和安全效益。