机械故障特征提取的循环平稳理论及方法

第1章 概论

1.1 引言

1.2 循环统计量理论的发展概况

1.3 基于循环平稳的故障诊断技术

1.4 本书主要内容

第2章 随机信号处理基础

2.1 随机变量

2.2 随机信号

2.3 平稳随机信号

2.4 平稳随机信号的经典谱估计

第3章 循环平稳信号处理初步

3.1 时变矩与时变累积量

3.2 循环平稳信号的基本定义

3.3 基于时间平均的循环平稳信号的定义

3.4 一阶循环统计量理论

第4章 二阶循环统计量理论及其计算方法

4.1 循环自相关函数

4.2 二阶循环平稳的谱相关

4.3 谱相关密度函数的估计

第5章 基于循环统计量理论的解调分析

5.1 循环自相关函数对调幅信号的解调性能分析

5.2 调频信号的解调性能分析

第6章 旋转机械的循环平稳模型

6.1 引言

6.2 齿轮振动信号的循环平稳模型

6.3 滚动轴承循环平稳模型

6.4 齿轮箱综合故障信号模型

第7章 基于谱相关密度函数的分析方法

7.1 引言

7.2 循环平稳度分析

7.3 基于Hilbert变换的谱相关密度单切片分析

7.4 谱相关密度组合切片分析

7.5 基于谱相关的状态监测

第8章 循环平稳信号的滤波

8.1 引言

8.2 维纳滤波器

8.3 循环维纳滤波器

8.4 循环平稳信号自适应增强器

第9章 循环平稳信号的时频分析

9.1 Wigner_Ville分布

9.2 基于谱相关密度函数的Wigner-Ville分布

9.3 基于匹配追踪的时频分布算法

9.4 算例分析及对比

第10章 高阶循环平稳信号处理

10.1 引言

10.2 高阶统计量基础

10.3 高阶循环统计量

10.4 三阶循环统计量的研究

参考文献

符号表

关键词索引

循环平稳信号是一类特殊的非平稳信号，其统计特征具有随时间呈周期变化的特点。旋转机械由于周期运行方式其振动信号具有循环平稳特性，因此利用循环平稳分析方法能够提取出在平稳假设下所不能得到的隐藏故障特征信息，为有效地分离和识别旋转机械早期微弱故障特征提供可能。《机械故障特征提取的循环平稳理论及方法》基于循环统计量理论，首先系统详细给出一阶循环统计量（循环均值）、二阶循环系统量（循环自相关和谱相关密度）以及高阶循环统计量（高阶循环矩、高14-循环累积量以及相应的循环矩谱、循环累计量谱）的理论与方法。在此基础上，以滚动轴承、齿轮及齿轮箱等典型旋转机械设备或零部件为研究对象，分别从建立循环平稳模型、分析循环平稳特征、创建故障特征提取方法、诊断理论和应用等不同角度，全新演绎了将循环平稳信号处理的基本理论运用于机械设备故障特征提取的循环平稳理论和方法。主要创新方面包括：①提出了循环平稳解调分析方法：②提出了循环频率域切片分析方法；③提出了循环频率域能量累积因子的概念：④针对典型机械零部件，研究了循环平稳信号处理方法在滤波、时频分析、高阶谱分析等方面的应用。