基于阶次分析与时频分析技术的旋转机械故障诊断综合平台的研究

In this research, A platform for rotating machine fault diagnosis is proposed in which order tracking techniques and time frequency analysis methods are combined, modified and systhesised. The proposed diagnostic platform is enlighted by PET-CT technique which is used for cancer detection in clinic. The main researches of this proposal are put emphasis in two aspects: one is the improvements on order tracking techniques for rotating machine faults extraction and detection.Another emphasis is put on the combination of order tracking methods and time frequency analysis methods through which the local changes as well as the development of rotating machine infant faults could be revealed and anlyzed in an effective fasion. This research contributes to the enhancment of fault diagnosis abilities to both order tracking and time frequency analysis techniques and also to the augment of theory and practice of rotating machine fault diagnstics.

本项目的研究是在旋转类机械的故障诊断技术向精密化和多维化发展的大背景下，借鉴医学上早期癌症肿瘤PET-CT 技术的诊断思路，提出以阶次分析为抓手，时频分析技术为载体的旋转机械故障诊断综合平台体系。研究内容包括阶次分析的实现过程难点的突破性研究和阶次分析与时频分析技术的耦合性研究。通过对阶次分析技术中Vold-Kalman 滤波带宽选择方案的研究，建立该方法实现过程的准则。通过对计算阶次分析实现过程的改进研究，避免原有计算阶次分析实现过程中难以规避的误差。此两项研究分别是针对阶次分析的两个瓶颈性问题提出解决方案，为阶次分析实现过程的难点突破提供重要的理论依据。同时，着力研究阶次分析技术与时频分析技术的耦合，以转速信息为纽带对两种技术进行融合方案的研究，建立一个以旋转机械的特有物理机制- 转速信息为基础的故障诊断综合平台。该研究将为旋转机械故障诊断体系向多维化发展提供重要的理论基础。

本项目的研究是在旋转类机械的故障诊断技术向精密化和多维化发展的大背景下， 借鉴医学上早期癌症肿瘤 PET-CT 技术的诊断思路，提出以阶次分析为抓手，时频分析技术为载体的旋转机械故障诊断综合平台体系。 研究内容包括阶次分析的实现过程难点的突破性研究和阶次分析与时频分析技术的耦合性研究。 研究提出了阶次分析技术中 Vold-Kalman 滤波带宽选择方案， 建立了该方法的实现可行性准则。创造性地改进了计算阶次分析实现过程，将计算阶次分析技术应用到上述滤波带宽选择和非旋转机械的梁裂纹诊断当中，并将两种阶次分析技术应用到了行星齿轮箱的故障诊断过程当中。 两项研究成果解决了阶次分析技术的瓶颈性问题，并创造性的将阶次分析的思想应用于非旋转设备的诊断过程。同时，研究提出了阶次分析技术与高维度全息技术的耦合， 以转速信息为纽带对两种技术进行融合方案的研究， 建立了一个以旋转机械的特有物理机制- 转速信息为基础的故障诊断支撑技术。研究成果已经将旋转机械故障诊断体系向多维化发展提供了重要的理论研究基础。并且通过研究申请了专利，有望实现技术的工程化应用。