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基于改进LMD方法的故障转子振动分析
Vibration Analysis for Fault Rotor Based on Improved LMD
投稿时间:2013-06-29  修订日期:2013-12-27
DOI:
中文关键词:  局部均值分解  三次B样条插值  正交性判据  故障转子  振动分析
英文关键词:local mean decomposition, cubic B-spline interpolation, orthogonality criterion, fault rotor, vibration analysis
基金项目:国家自然科学基金(50875118, 51165019)
作者单位邮编
邓林峰 兰州理工大学机电工程学院 730050
赵荣珍 兰州理工大学机电工程学院 
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中文摘要:
      如何准确有效地从振动信号当中提取故障特征,一直是机械故障诊断研究需要解决的关键问题。针对三次样条插值(Cubic spline interpolation,简称CSI)局部均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)方法在处理故障振动信号时准确性较低的缺陷,提出了一种集成自适应波形匹配、三次B样条插值(Cubic B-spline interpolation,简称CBI)和正交性判据(Orthogonality criterion,简称OC)的LMD改进方法。该方法首先利用自适应波形匹配技术对原始信号进行数据延拓;然后,采用CBI代替CSI求解信号的上、下包络线,进而求得局部均值和包络估计函数;最后,以OC作为乘积函数(Product function,简称PF)内部迭代结束的判断条件,从而形成一种改进的LMD新方法。仿真分析和实验验证的结果表明,改进的LMD方法比CSI-LMD方法具有明显优势,能够更加准确有效地提取出非平稳振动信号的重要特征。
英文摘要:
      Extracting fault feature from vibration signal is a key task for machine fault diagnosis. To solve the problem that the decomposition accuracy of cubic spline interpolation-based local mean decomposition (CSI-LMD) method is low in processing the fault vibration signals, an improved LMD method based on self-adaptive waveform matching, cubic B-spline interpolation and orthogonality criterion is proposed. In this method, the raw vibration signal is firstly extended through self-adaptive waveform matching technique. Subsequently, cubic B-spline interpolation is used to compute the upper/lower envelopes and local mean and envelope functions. Finally, the orthogonality criterion is employed to construct a stopping criterion for the cyclic process. The results of simulative analysis and experimental verification show that the proposed method can extract more accurate feature information and take much less time than CSI-LMD, which demonstrates that the improvements to CSI-LMD are successful and effective.
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