臧怀刚　刘子豪　李玉奎

燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室，秦皇岛，066004



基于形态滤波和Laplace小波的轴承故障诊断

臧怀刚刘子豪李玉奎

燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室，秦皇岛，066004

针对强噪声背景下，轴承故障冲击响应的提取易被周围噪声干扰的问题，提出了一种基于数学形态学滤波和Laplace小波的包络谱分析方法。首先通过形态学滤波来滤除信号中的复杂噪声，增强信号的冲击特征，然后采用Laplace小波相关滤波法提取信号的冲击响应，最后对提取的冲击相关系数进行包络谱分析，即可诊断出故障。该方法结合了数学形态滤波和Laplace小波两者的优点，可以准确地捕捉到强噪声下的故障脉冲。将该方法应用于轴承内圈、外圈的故障诊断，与传统包络谱分析方法的对比结果很好地验证了所提方法的有效性。

形态滤波；Laplace小波；相关滤波；包络分析；故障诊断

0　引言

滚动轴承是各种旋转机械中最关键的零件之一，当其出现故障，将会产生周期性的脉冲冲击。若能有效地提取故障引起的脉冲冲击，便可以诊断出故障存在的部位[1-2]。然而工业现场环境复杂，故障特征信息往往被噪声所淹没，同时轴承振动信号具有非线性、非平稳的特征，所以常规的故障诊断方法难以取得理想的效果[3]。

对于故障信号的处理，如何有效地将故障脉冲信息从源数据中分离出来是首要问题。而信号分离的重点则是应用与信号波形最匹配的基函数对信号进行分解[4]，Laplace小波在满足小波的基本条件的同时，还具备与脉冲响应信号类似的单边衰减性质[5]，是故障诊断的理想工具。……