罗颂荣， 程军圣

(1.湖南文理学院机械工程学院 常德，415003) (2.湖南大学机械与运载工程学院 长沙，410082)



基于LCD的自适应小波脊线解调及齿轮故障诊断*

罗颂荣1,2， 程军圣2

(1.湖南文理学院机械工程学院 常德，415003) (2.湖南大学机械与运载工程学院 长沙，410082)

针对最佳小波参数的设定和齿轮裂纹故障振动信号频率成分复杂、信噪比低等问题，将遗传优化算法、小波脊线解调与局部特征尺度分解(local characteristic-scale decomposition,简称LCD)相结合，提出了基于LCD的自适应小波脊线解调方法。首先,采用LCD方法将原始信号分解为若干个内禀尺度分量(intrinsic scale component, 简称ISC)，并通过选择蕴含特征信息的ISC来实现信号降噪；然后，以小波能量熵为目标函数，采用遗传算法优化小波参数，得到自适应小波；最后，通过自适应小波分析提取ISC的小波脊线，从而实现对原始信号的解调分析。通过齿轮裂纹故障诊断实例验证了该方法的有效性和优越性。

局部特征尺度分解; 自适应小波; 小波脊线解调; 故障诊断

引 言

齿轮是复杂机电设备的主要元件之一。及时诊断齿轮故障对于保证机电设备的正常运行具有重要的意义。当齿轮出现局部缺陷时，其振动信号为多分量的调幅调频信号(AM-FM)，从频谱上表现为以啮合频率及其倍频为中心频率，以转轴频率的边频带的频率族,因此解调分析是齿轮故障诊断的常用信号处理方法[1]。常用的解调方法有广义检波解调，共振解调，Hilbert 解调和能量算子解调；其中，Hilbert解调在机械故障诊断中获得广泛应用。但Hilbert变换不可避免地存在加窗效应和Hilbert端点效应，致使解调误差加大[2]。……