基于聲信號(hào)分析的故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)


2.35萬(wàn)字 50頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)

摘 要

機(jī)械設(shè)備故障診斷對(duì)于在生活生產(chǎn)中對(duì)于機(jī)械設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，預(yù)防和避免重大災(zāi)難性事故的發(fā)生具有重大意義。目前采用的故障診斷技術(shù)主要是基于振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量和分析。然而在一些不適合安裝振動(dòng)傳感器的場(chǎng)合，例如高溫、高腐蝕、有害環(huán)境中。有必要尋找一種有效的非接觸式監(jiān)測(cè)和分析手段。聲音作為一種機(jī)械波，是通過(guò)振動(dòng)向媒介輻射能量的結(jié)果，聲音信號(hào)中包含著豐富的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)信息，是一項(xiàng)重要的衡量指標(biāo)。因此，通過(guò)對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理和分析，就可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷。本文對(duì)聲音信號(hào)處理在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論方法，并形成了一種簡(jiǎn)單有效的故障診斷方法，具體開(kāi)展了以下幾方面的研究工作：
（1）對(duì)基本機(jī)械結(jié)構(gòu)及典型機(jī)械故障進(jìn)行了了解，并著重研究了基于聲音信號(hào)處理的機(jī)械故障診斷的基本理論和方法。并將理論和實(shí)際結(jié)合，對(duì)日常生活中常見(jiàn)的自行車機(jī)械故障進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了故障診斷實(shí)驗(yàn)。
（2）學(xué)習(xí)了通過(guò)使用軟件MATLAB編程直接利用計(jì)算機(jī)聲卡作為數(shù)據(jù)采集通道進(jìn)行聲音信號(hào)采集的方法；
（3）研究了在故障診斷方面聲音信號(hào)處理的基本方法，包括對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行消噪、分幀、特征信號(hào)分離、特征量提取等，使用了包括濾波、窗函數(shù)分幀、時(shí)域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算、快速傅里葉變換、自相關(guān)功率譜等具體的信號(hào)處理方法。
（4）結(jié)合實(shí)驗(yàn)印證了理論知識(shí)，并形成了一套簡(jiǎn)單有效的故障診斷方案，能對(duì)實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的典型故障進(jìn)行診斷。


關(guān)鍵詞：機(jī)械；故障診斷；聲信號(hào)處理；時(shí)域統(tǒng)計(jì)特征；自相關(guān)；頻譜