小波降噪与快速包络谱峭度相结合的轴承组件故障诊断技术*
2021-08-12李迎春张云环
飞控与探测 2021年2期
聂 周,李迎春,王 森,裴 堃,张云环,施 雷
(1.上海航天控制技术研究所·上海·201109;2.上海惯性工程技术研究中心·上海·201109;3.上海宇航系统工程研究所·上海·201109)
0 引 言
动量轮是卫星姿态控制系统的重要执行机构之一,其性能直接决定着卫星的姿态控制精度。轴承组件是动量轮重要的旋转支撑部件,其直接决定了动量轮的使用寿命和在轨可靠性。随着对动量轮寿命和可靠性要求的不断提高,对轴承组件进行早期检测与筛选显得尤为重要。
滚动轴承故障的振动信号具有特征微弱、调制性强、频带范围宽等特点。通常而言,采集的轴承故障振动信号包含了丰富的干扰频率信号,各种频率成分相互交叉、相互影响,导致了频谱更加复杂。使用FFT分析、Hilbert解调分析、Pack矢量法等传统的故障诊断方法难以提取微弱的故障特征[1-9]。谱峭度(Spectral Kurtosis)方法最早由 Dwyer提出[10],其通过计算信号谱线峭度值的方式发现冲击频段,并寻找最佳窄带中心频率与带宽,构造带通滤波器,进行信号处理,实现噪声消除。文献[11]提出将谱峭度与 Teager 能量算子进行结合的滚动轴承故障特征提取,文献[12-13]提出利用谱峭度法对滚动轴承故障进行诊断,均取得了较好的诊断效果。上述方法主要针对单一轴承故障,当轴承传动系统发生耦合故障或背景噪声较强时,如何从调制信号中提取弱轴承故障特征是目前轴承故障诊断的难点与热点。
基于以上背景,本文提出了将小波降噪与快速包络谱峭度(以下简称谱峭度)结合的轴承耦合故障诊断方法,通过对采集的轴承组件振动信号进行小波降噪,提高了特征信号的信噪比,然后对振动信号进行了全频段的峭度分析。……
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