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齿轮箱早期故障精细诊断技术 分数阶傅里叶变换原理及应用PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：梅检民，肖云魁编着
• 出 版 社：北京：高等教育出版社
• 出版年份：2016
• ISBN：9787040451528
• 页数：248 页

图书介绍：本书主要介绍了齿轮箱早期故障精细诊断技术，通过分析齿轮箱瞬变工况下非稳态振动信号，实现早期故障不解体诊断，对避免重大事故、减小经济损失具有重要意义。本书将分数阶傅里叶变换的独特优势与齿轮箱瞬变工况故障诊断的实际特点紧密结合，以齿轮箱变转速过程壳体振动信号为研究对象，以分数阶傅里叶变换为技术基础，按照“目标分离—噪声抑制—特征增强”精细处理思路研究早期故障精细诊断技术。本书主要内容包括：分数阶傅里叶变换基本理论、齿轮与轴承常见故障机理分析、单阶与多阶分数阶滤波、高阶谱与高阶累积量、分数阶聚能带时频累计谱、全息阶比谱、倒阶次谱、对称极坐标、极坐标角—频分布、极坐标级联增强等。本书是一部关于分数阶傅里叶变换在非稳态振动信号处理领域的理论创新和工程应用的专着，取材先进，实用性强，适合作为高等院校车辆工程、载运工具运用工程、动力工程、仪器科学技术等学科的博士研究生、硕士研究生、高年级本科生的教材或参考书，对于从事汽车动态分析、汽车检测与诊断、汽车维修的工程技术人员具有重要的参考价值。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：中国青少年成长必读 交通工具全知道下一篇：第七届中国公路科技创新高层论坛论文集 下 《齿轮箱早期故障精细诊断技术 分数阶傅里叶变换原理及应用》目录 标签：编着 齿轮 变换 分数 诊断

第一篇 分数阶傅里叶变换及瞬变工况故障诊断基础3

第1章 绪论3

1.1 分数阶傅里叶变换的发展及应用现状3

1.1.1 分数阶傅里叶变换的发展3

1.1.2 分数阶傅里叶变换的特点4

1.1.3 分数阶傅里叶变换在信号处理中的应用4

1.2 变速器瞬变工况故障诊断6

1.2.1 瞬变工况故障诊断意义6

1.2.2 瞬变工况故障诊断方法6

本章小结8

参考文献9

第2章 分数阶傅里叶变换的基本理论15

2.1 分数阶傅里叶变换定义与性质15

2.1.1 基本定义15

2.1.2 主要性质18

2.2 分数阶算子及分数阶变换19

2.2.1 分数阶算子19

2.2.2 分数阶变换28

2.3 分数阶傅里叶变换的数值计算39

2.3.1 数值计算方法简介39

2.3.2 Ozaktas采样型算法40

本章小结44

参考文献44

第3章 齿轮与轴承常见故障机理分析45

3.1 齿轮常见故障机理分析45

3.1.1 齿轮常见故障及原因46

3.1.2 齿轮振动信号特征47

3.2 轴承常见故障机理分析48

3.2.1 轴承常见故障及原因48

3.2.2 轴承振动信号特征49

3.3 瞬变工况信号采集51

3.3.1 非稳态信号采集系统51

3.3.2 变速器实验装置与故障设置52

3.4 瞬变工况信号重复性分析54

3.4.1 阶比分析原理54

3.4.2 稳健阶比分析原理60

3.4.3 重复性分析64

本章小结67

参考文献67

第二篇 分数阶域目标分离71

第4章 单阶分数阶滤波71

4.1 有转速计单阶分数阶滤波71

4.1.1 单阶分数阶滤波原理71

4.1.2 单阶分数阶滤波参数确定72

4.1.3 齿轮故障诊断应用75

4.1.4 轴承故障诊断应用82

4.2 无转速计单阶分数阶滤波86

4.2.1 无转速计FRFT滤波存在的问题86

4.2.2 基于LMD确定FRFT阶次原理87

4.2.3 基于LMD确定阶次的FRFT滤波实现87

4.2.4 齿轮故障诊断应用89

本章小结92

参考文献92

第5章 基于转速自适应分段的多阶分数阶滤波93

5.1 多阶分数阶滤波原理93

5.2 基于转速自适应分段的多阶FRFT滤波94

5.2.1 基于转速信号进行自适应分段94

5.2.2 基于转速信号确定FRFT最佳阶次95

5.2.3 算法实现与验证95

5.3 齿轮故障诊断应用98

本章小结99

参考文献100

第6章 基于稀疏信号分解的无转速计多阶FRFT滤波101

6.1 基于FRFT的多尺度线调频基稀疏信号分解102

6.1.1 基于多尺度线调频基的稀疏信号分解原理102

6.1.2 基于FRFT的多尺度线调频基稀疏信号分解方法105

6.1.3 性能分析109

6.1.4 应用实例112

6.2 基于稀疏信号分解的多阶FRFT滤波113

6.2.1 多阶FRFT自适应滤波存在的问题113

6.2.2 基于稀疏信号分解的多阶FRFT自适应滤波114

6.2.3 仿真分析115

6.2.4 应用实例117

6.2.5 有效性分析119

6.3 基于稀疏信号分解和分段拟合积分逼近的无转速计阶比分析119

6.3.1 无转速计阶比分析原理及存在的问题120

6.3.2 基于稀疏信号分解和分段拟合积分逼近的无转速计阶比原理121

6.3.3 仿真分析124

6.3.4 应用实例127

6.4 齿轮早期故障特征提取128

本章小结129

参考文献129

第三篇 噪声抑制133

第7章 基于FRFT滤波的高阶谱与高阶累积量133

7.1 高阶累积量与高阶谱原理134

7.1.1 高阶累积量134

7.1.2 高阶谱136

7.2 基于FRFT滤波的单分量阶比双谱137

7.2.1 阶比双谱定义及交叉项分析137

7.2.2 基于FRFT滤波的单分量阶比双谱算法139

7.2.3 单分量阶比双谱消除实测信号交叉项139

7.2.4 齿轮早期故障特征提取142

7.2.5 有效性分析145

7.3 基于FRFT滤波的四阶累积量切片谱146

7.3.1 四阶累积量切片谱146

7.3.2 基于FRFT滤波的四阶累积量切片谱算法147

7.3.3 齿轮故障特征提取147

7.3.4 普适性分析148

本章小结150

参考文献150

第8章 分数阶聚能带时频累加谱153

8.1 信号的时频分布153

8.1.1 时频表示的基本概念153

8.1.2 时频分布的一般理论157

8.1.3 Wigner-Ville分布161

8.1.4 模糊函数164

8.1.5 Cohen时频分布164

8.1.6 时频分布比较分析169

8.2 重排Gabor时频分析原理174

8.3 多分量LFM信号时频分析存在的两个问题176

8.4 分数阶聚能带时频谱及累加谱分析176

8.4.1 分数阶聚能带时频谱分析176

8.4.2 分数阶聚能带时频累加谱分析178

8.5 齿轮早期故障特征提取及有效性分析179

8.5.1 齿轮早期故障特征提取179

8.5.2 有效性和可靠性分析181

本章小结184

参考文献184

第9章 基于FRFT滤波的全息阶比谱185

9.1 全息谱原理与离散实现185

9.1.1 二维全息谱185

9.1.2 二维全息谱的离散实现186

9.2 基于FRFT滤波的稳健全息阶比谱分析原理与分析步骤187

9.2.1 基于FRFT滤波的稳健全息阶比谱原理187

9.2.2 基于FRFT滤波的稳健全息阶比谱分析步骤188

9.3 齿轮早期故障特征提取188

9.3.1 FRFT滤波提取单测点特征188

9.3.2 啮合阶比分量的SHOS-FF分析190

9.3.3 调制阶比分量的SHOS-FF分析192

9.3.4 有效性分析193

本章小结193

参考文献194

第10章 倒阶次谱分析195

10.1 倒频谱与倒阶次谱原理195

10.1.1 倒频谱195

10.1.2 倒阶次谱197

10.2 LMD倒阶次谱分析与轴承特征提取197

10.2.1 LMD倒阶次谱197

10.2.2 轴承外圈剥落故障诊断实例198

10.2.3 轴承内圈剥落故障诊断实例200

10.3 Teager能量增强倒阶次谱与轴承特征提取202

10.3.1 Teager能量算子增强倒阶次谱原理202

10.3.2 诊断实例203

本章小结207

参考文献207

第四篇 特征增强211

第11章 极坐标角—频分布与对称极坐标211

11.1 极坐标角—频分布方法与齿轮磨损故障特征提取211

11.1.1 极坐标角—频分布原理及特征提取211

11.1.2 BP神经网络213

11.1.3 变速箱齿轮磨损故障实例分析217

11.2 对称极坐标方法与齿轮磨损故障特征提取221

11.2.1 对称极坐标表示方法及分类识别221

11.2.2 齿轮磨损故障诊断举例222

本章小结228

参考文献228

第12章 Teager能量算子与极坐标级联增强231

12.1 方法原理231

12.1.1 极坐标时频特征增强231

12.1.2 Teager能量算子232

12.1.3 基于Teager能量算子的极坐标时频特征增强232

12.2 EPTFT仿真分析232

12.2.1 单调制分量信号EPTFT分析232

12.2.2 多调制分量信号EPTFT分析234

12.3 轴承早期故障特征提取235

12.4 有效性评价分析237

12.4.1 轴承特征参数选择与有效性准则237

12.4.2 极坐标增强有效性分析238

12.4.3 OED方法有效性评价分析241

本章小结245

参考文献245

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摘要：本文以“齿轮箱早期故障精细诊断技术 分数阶傅里叶变换原理及应用.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了齿轮箱早期故障精细诊断技术的原理、方法及其在工程中的应用。通过对分数阶傅里叶变换原理的深入剖析，本文揭示了其在齿轮箱故障诊断中的重要作用，为齿轮箱的维护与修理提供了有力支持。

1、齿轮箱早期故障诊断技术概述

齿轮箱作为机械设备中重要的传动部件，其运行状态直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。早期故障诊断技术是预防齿轮箱故障、提高设备运行效率的关键。本文首先介绍了齿轮箱早期故障诊断技术的概念、原理和方法，为后续内容的展开奠定了基础。

齿轮箱早期故障诊断技术主要包括振动分析、声发射、温度监测等方法。其中，振动分析是最常用的方法之一，通过对齿轮箱振动信号的采集、处理和分析，可以有效地识别出齿轮箱的故障特征。

分数阶傅里叶变换作为一种先进的信号处理技术，在齿轮箱早期故障诊断中具有显著优势。它能够将复杂的振动信号分解为多个分数阶频率成分，从而更准确地识别出故障特征。

2、分数阶傅里叶变换原理

分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform，FRFT）是一种基于傅里叶变换的信号处理方法，它将信号分解为多个分数阶频率成分，从而实现对信号的精细分析。本文详细介绍了分数阶傅里叶变换的原理、算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用。

分数阶傅里叶变换的基本思想是将信号在时域和频域之间进行转换，通过引入分数阶参数，实现对信号的多尺度分析。这种分析方法能够有效地提取出齿轮箱振动信号的故障特征，提高故障诊断的准确性。

与传统的傅里叶变换相比，分数阶傅里叶变换具有以下优点：首先，它能够提取出信号中的分数阶频率成分，从而更全面地反映齿轮箱的运行状态；其次，它能够有效地抑制噪声干扰，提高故障诊断的可靠性。

3、分数阶傅里叶变换在齿轮箱故障诊断中的应用

本文以“齿轮箱早期故障精细诊断技术 分数阶傅里叶变换原理及应用.pdf电子书版文档下载”为例，详细介绍了分数阶傅里叶变换在齿轮箱故障诊断中的应用。首先，通过采集齿轮箱振动信号，利用分数阶傅里叶变换对其进行处理；然后，根据处理后的信号特征，识别出齿轮箱的故障类型和程度。

在实际应用中，分数阶傅里叶变换在齿轮箱故障诊断中具有以下优势：首先，它能够有效地提取出齿轮箱振动信号的故障特征，提高故障诊断的准确性；其次，它能够适应不同类型的齿轮箱故障，具有较强的通用性；最后，它能够实时监测齿轮箱的运行状态，为设备的维护与修理提供有力支持。

本文通过对分数阶傅里叶变换在齿轮箱故障诊断中的应用进行实例分析，验证了其在实际工程中的可行性和有效性。

4、总结与展望

本文以“齿轮箱早期故障精细诊断技术 分数阶傅里叶变换原理及应用.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了齿轮箱早期故障诊断技术的原理、方法及其在工程中的应用。通过对分数阶傅里叶变换原理的深入剖析，本文揭示了其在齿轮箱故障诊断中的重要作用，为齿轮箱的维护与修理提供了有力支持。

随着科学技术的不断发展，齿轮箱早期故障诊断技术将不断取得新的突破。未来，分数阶傅里叶变换等先进信号处理技术在齿轮箱故障诊断中的应用将更加广泛，为我国机械制造业的发展提供有力保障。

总结：

本文通过对齿轮箱早期故障精细诊断技术的深入研究，揭示了分数阶傅里叶变换在齿轮箱故障诊断中的重要作用。本文的研究成果为齿轮箱的维护与修理提供了有力支持，为我国机械制造业的发展提供了有益借鉴。

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