论文名称：基于广义局部频率的非线性非平稳信号故障特征提取方法研究

论文作者：上海大学 / 唐友福

指导教师：刘树林《研究领域：机械设备状态监测、故障诊断、减振降噪及智能维护。》

论文名称：基于广义局部频率的非线性非平稳信号故障特征提取方法研究

论文作者：上海大学 / 唐友福

指导教师：刘树林《研究领域：机械设备状态监测、故障诊断、减振降噪及智能维护。》

振动信号时频分析作为设备故障特征提取的重要手段，在旋转机械故障诊断过程中发挥着非常重要的作用。但是，对于往复机械来说，由于其结构复杂、运动形式多样，系统激励具有多源冲击特点，产生的振动信号表现出较强的非平稳、非线性及非高斯等复杂特性。现有时频分析方法得到的频率成分，物理意义不明确，干扰频率成分多，难以提取出适于往复机械故障诊断的有效特征信息。因此，往复机械多源冲击振动时频故障特征的提取已成为故障诊断领域的难点问题。本文研究就是围绕这个难题进行展开，主要工作包括：

首先，提出了广义局部频率的定义与AWD特征提取方法。针对往复机械冲击信号宽频带特征意义模糊的问题，提出了赋予冲击信号新内涵的广义局部频率定义；充分考虑往复机械多分量信号特点，进一步提出了无需先验知识的自适应波形分解特征提取方法。

继而，建立了基于广义局部频率与AWD的时频特征提取方法。针对往复机械多源冲击信号具有的强非平稳性复杂特点，在广义局部频率与AWD的基础上，建立了适于多尺度冲击信号的时频特征提取方法，为解决往复机械故障诊断难题提供了一种途径。

同时，构造了基于广义局部频率的频域分岔图特征定性描述方法 。针对往复机械故障演化过程所体现的非线性规律，在广义局部频率谱分析的基础上，提出了频域分岔图特征描述方法，定性揭示了非线性系统混沌状态下的频率调制特性。

最后，形成了基于广义局部频率的时频域LZC特征定量描述方法。针对往复机械不同故障及程度所具有的非线性差异性，在广义局部频率时频分析的基础上，提出了LZC特征描述方法，能够定量揭示往复机械时频故障特征的非线性复杂度特征区间。

本文研究成果不仅具有一定的理论价值，也具有重要的应用价值。在大庆炼化公司开展了“大型往复压缩机组维修前状态预评估”研究，本文研究成果成功应用于往复压缩机组故障诊断，为企业维修决策提供了有效的理论指导，取得了良好的经济和安全效益。