自适应信号分解方法及其在机械故障诊断中的应用研究
批准号:
51475038
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
冯志鹏
依托单位:
学科分类:
E0503.机械动力学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
孟宇、靳添絮、白佳宾、马威、郑舒阳、陈小旺、马浩群、周亚凯、蔺雪峰
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中文摘要
复杂多变信号分析在机械故障诊断中具有普遍性和重要性。常规分析方法缺乏自适应性,难以准确全面提取复杂多变信号中的丰富信息。以具有典型代表意义的行星齿轮箱为研究对象,针对振动信号的成分复杂性和时变调制特点,通过理论分析、仿真计算和实验研究等手段,研究自适应信号分解方法及其在机械故障诊断中的应用,包括经验调幅调频分解、局部均值分解、本质时间尺度分解、Hilbert振动分解和基于时变滤波的改进拓展,以及自适应时频分析和复杂多分量调制信号解调分析等方法。挖掘发挥自适应分解方法在分析复杂多变信号方面的独特优势,克服常规方法的局限,有效分析复杂多分量时变调制信号中蕴含的丰富特征信息,提取幅值、频率、相位等关键动力学参数及其变化特征,解释故障振动调制机理,全方位多角度揭示机械设备的健康状态,识别故障原因。
英文摘要
Complex signal analysis is a common yet important topic in machinery fault diagnosis. However, most of the conventional signal processing methods lack adaptability, thus are unable to fully extract the meaningful information embedded in complex signals. In this project, with planetary gearboxes as the representative research target, and regarding the complexity and the nonstationary modulation characteristics of vibration signals, adaptive signal decomposition methods and their applications to machinery fault diagnosis will be investigated, by means of theoretical analysis, numerical simulation and experimental validation. Research topics include empirical AM-FM decomposition, local mean decomposition, intrinsic time-scale decomposition, Hilbert vibration decomposition, and their enhancement and generalization via time-varying filtering, as well as adaptive time-frequency analysis and demodulation analysis of complex nonstationary modulated signals. By exploiting the unique advantages of adaptive signal decomposition methods, the limitations inherent with most conventional methods will be overcome. Thus the rich characteristic information contained in complex nonstationary modulated vibration signals (e.g. the fundamental yet key parameters such as amplitude, frequency, and phase, as well as their instantaneous changes) is expected to be effectively extracted, and thereby the health status of machinery will be well identified.
复杂多变信号分析在机械故障诊断中具有普遍性和重要性。以具有典型代表意义的行星齿轮系统和滚动轴承为研究对象,针对振动信号的成分复杂性和时变调制特点,通过理论分析、仿真计算和实验研究等手段,研究了自适应信号分解方法及其在机械故障诊断中的应用,包括经验模式分解、局部均值分解、本质时间尺度分解、Hilbert振动分解、经验小波变换和变分模式分解等单分量分解方法和基于Hilbert变换解析信号、经验调幅调频分解、广义过零点、能量分离等瞬时频率计算方法,以及自适应时频分析和复杂多分量调制信号解调分析等方法。发挥自适应分解方法在分析复杂多变信号方面的独特优势,克服常规方法的局限,有效分析了复杂多分量时变调制信号中蕴含的丰富特征信息,提取了幅值和频率等关键参数及其变化特征,解释了故障振动调制机理,揭示了行星齿轮系统和滚动轴承等典型机械设备的健康状态,识别了故障原因。发表学术论文19篇,其中SCI收录14篇,EI收录5篇,出版学术专著2本。培养博士硕士研究生12人。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Planetary Gearbox Fault Diagnosis via Torsional Vibration Signal Analysis in Resonance Region
通过共振区扭振信号分析进行行星齿轮箱故障诊断
DOI:10.1155/2017/6565237
发表时间:2017-11
期刊:Shock and Vibration
影响因子:1.6
作者:Li Kangqiang;Feng Zhipeng;Liang Xihui
通讯作者:Liang Xihui
Iterative generalized time-frequency reassignment for planetary gearbox fault diagnosis under nonstationary conditions
非平稳条件下行星齿轮箱故障诊断的迭代广义时频重分配
DOI:10.1016/j.ymssp.2016.04.023
发表时间:2016-12-01
期刊:MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING
影响因子:8.4
作者:Chen, Xiaowang;Feng, Zhipeng
通讯作者:Feng, Zhipeng
DOI:--
发表时间:2016
期刊:仪器仪表学报
影响因子:--
作者:祝文颖;冯志鹏
通讯作者:冯志鹏
Time-varying demodulation analysis for rolling bearing fault diagnosis under variable speed conditions
变速条件下滚动轴承故障诊断的时变解调分析
DOI:10.1016/j.jsv.2017.03.037
发表时间:2017-07-21
期刊:JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION
影响因子:4.7
作者:Feng, Zhipeng;Chen, Xiaowang;Wang, Tianyang
通讯作者:Wang, Tianyang
Cyclostationary Analysis for Gearbox and Bearing Fault Diagnosis
齿轮箱和轴承故障诊断的循环平稳分析
DOI:10.1155/2015/542472
发表时间:2015
期刊:Shock and Vibration
影响因子:1.6
作者:Feng Zhipeng;Chu Fulei
通讯作者:Chu Fulei
风电齿轮传动系统故障诊断的动力学机理与信号特征解析研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:冯志鹏
- 依托单位:
自适应迭代广义解调分析方法及其在旋转机械故障诊断中的应用研究
- 批准号:51875034
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:冯志鹏
- 依托单位:
基于广义能量算子的复杂时变调制振动信号分析理论方法研究
- 批准号:11272047
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:冯志鹏
- 依托单位:
基于原子分解的机械故障诊断理论与方法研究
- 批准号:51075028
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:39.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:冯志鹏
- 依托单位:
重型非公路用车嵌入式监测诊断理论与方法研究
- 批准号:50705007
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:冯志鹏
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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