基于数学形态滤波的齿轮故障特征提取方法.pdf

第卷第期机械工程学报．．年月．基于数学形态滤波的齿轮故障特征提取方法木章立军杨德斌徐金梧陈志新北京科技大学机械工程学院北京摘要：针对齿轮故障特征的提取问题提出一种根据信号形态特征对齿轮故障信号进行形态滤波的新方法。形态滤波是一种新的非线性滤波方式可以有效地提取出信号的边缘轮廓以及信号的形状特征。对信号进行不同结构元素的数学形态滤波处理证实形态滤波对抑制信号噪声、保留信号非线性特征方面的作用。采用长度为齿轮冲击周期长度的．加．倍的扁平结构元素对齿轮断齿故障振动信号进行形态闭运算处理并对滤波后的信号进行频谱分析。结果表明利用形态滤波可以从齿轮断齿信号中成功提取隐含在噪声中的冲击故障特征。关键词：形态滤波器结构元素齿轮特征提取中图分类号：．前言数学形态滤波的基本概念在机械故障诊断领域中特征提取一直是研究的滤波一般可分为线性滤波和非线性滤波。线性热点和难点。目前常用的故障特征提取方法有基滤波对加性高斯白噪声的滤除效果很好但是线性于传统线性小波或提升小波【】】的方法以及基于相滤波是基于频域分割的原理它在平滑噪声的同时重构后对高维信号进行降噪【】的方法等。这些方法也会平滑和模糊信号中的一些主要特征如陡峭的存在算法复杂、对参数敏感、计算量大等问题。由跳变边缘和信号中的窄脉冲成分等。非线性滤波器于在故障诊断系统尤其是嵌入式故障诊断系统中是基于对输入信号的一种非线性映射关系可把某要求故障特征提取方法简单计算量小以实现对一特定的噪声近似地影射为零而保留信号的主要特采集信号的实时处理。因此上述方法在实际应用征克服了线性滤波器的不足之处。形态滤波属于的故障诊断系统中具有一定的局限性。