张尚斌， 张海滨， 欧阳可赛， 何清波， 孔凡让

(中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系,合肥　230027)



基于时频幅值匹配的列车轴承故障声学信号的多普勒校正方法

张尚斌， 张海滨， 欧阳可赛， 何清波， 孔凡让

(中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系,合肥230027)

摘要：由于列车运动所产生的多普勒频移和扩展现象，给轴承的故障识别、诊断带来了难度。提出了一种基于时频幅值匹配的多普勒校正方法，并将其运用到列车轴承上。首先，依据莫尔斯声学理论和短时傅里叶变换，推导出时频幅值曲线与中心时间的关系，通过匹配理论与实际信号的时频幅值曲线求出相对应的中心时间。而后，依据该中心时间建立重采样时间序列，并以此实现信号的多普勒校正。通过仿真信号和实际信号验证了该方法的有效性。

关键词：多普勒畸变；时频幅值匹配；列车轴承；故障诊断

随着现代铁路运输的快速发展，列车运输的安全性成为越来越受瞩目的重要问题。在高速重载循环运行的条件下，列车轴承成为了列车发生故障的主要原因，也是影响列车安全的最大根源之一。据美国的一项统计，每年大约有50起跟列车轴承有关的列车出轨事故发生，并且这个数据已经持续保持近十年[1]。早在20世纪80年代中期，美国铁路部门就已经着手对列车轮对轴承的声学早期诊断技术进行研究探索。其所研制的道旁声学检测系统(Trackside Acoustic Detector System，TADS )，在北美和南非等地得到广泛应用，故障诊断准确率达到97%[2]。……