信号特征提取技术及其在电机故障检测中的应用

摘要

如何检测电机初发故障目前已成为工程领域的研究热点课题之一，而电机故障检测中最棘手的问题是特征提取，它在电机故障检测中具有重要意义和实用价值。本文研究基于信号特征提取技术的电机故障特征提取问题。利用双线性时频变换结合自适应滤波技术，对转子断条故障进行分析，提取转子断条故障特征频率分量，检验该方法的可行性和优越性。采用高分辨率谱估计MUSIC算法对电机故障信号做谱分析，从MUSIC谱中提取故障特征频率分量。上述方法能有效地检测出电机故障特征信号，并且有较高的分辨率，有利于在复杂背景下检测微弱的电机故障特征信号。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1本课题研究的背景和意义

1.2本课题的发展及现状

1.3本文的主要工作

第二章异步电机转子故障理论分析与数字仿真

2.1多回路数学模型

2.1.1异步电机定转子回路

2.1.2异步电机在正常情况下的基本方程式

2.1.3异步电机在转子断条故障情况下的基本方程式

2.2转子断条故障仿真

2.3小结

第三章基于小波变换的电机故障信号特征提取的研究

3.1时频分布理论

3.1.1基本概念

3.1.2时频分布的基本性质要求

3.2连续细化傅立叶变换

3.3自适应滤波

3.4小波变换

3.4.1小波变换的实质

3.4.2小波变换的应用形式及多分辨率分析

3.5小波变换应用于转子断条故障检测的仿真研究

3.5.1小波变换应用于转子断条故障的初探

3.5.2基于小波变换、自适应滤波与连续细化傅立叶频谱分析的转子断条故障特征提取方法

3.5.3基于小波变换、自适应滤波与连续细化傅立叶频谱分析的转子断条故障仿真分析

3.6小结

第四章双线性时频变换在电机故障检测中的应用

4.1 Wigner-Ville分布与Choi-williams分布

4.2 Cohen类时频分布

4.2.1 Cohen类时频分布的定义

4.2.2 Cohen类时频分布的核函数选择和优化

4.2.3改进时频分布的提出

4.3基于自适应滤波和双线性时频变换的转子断条故障检测方法

4.3.1定子电流中的转子断条故障特征分析

4.3.2算法流程

4.4转子断条故障仿真分析

4.4.1不同运行状态不同故障程度的分析

4.4.2频率分辨率分析

4.4.3时间分辨率分析

4.5转子断条故障试验分析

4.6小结

第五章基于MUSIC算法的电机故障检测方法的研究

5.1 MUSIC算法的提出

5.2 MUSIC算法的基本原理

5.3 MUSIC算法的步骤

5.4 MUSIC算法的仿真实现

5.5基于MUSIC算法的转子故障检测仿真分析

5.6小结

结 论

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况