基于EMD和Prony算法的旋转机械瞬时频率估计方法
高启明;孔晓鸣;钱雪峰;李传江
【摘 要】提出一种基于经验模态分解(EMD)和Prony算法的旋转机械瞬时频率估计方法,先采用EMD滤波去除振动信号中的噪声,然后采用Prony算法估计瞬时频率,只需五点振动数据得到转轴的瞬时频率估计值.仿真结果表明,该方法具有较好的估计精度,适合于旋转机械的故障诊断系统. 【期刊名称】《自动化技术与应用》 【年(卷),期】2014(033)004 【总页数】3页(P55-57)
【关键词】EMD;Prony算法;瞬时频率估计 【作 者】高启明;孔晓鸣;钱雪峰;李传江
【作者单位】合肥通用机械研究院,安徽 合肥230031;合肥通用机械研究院,安徽 合肥230031;合肥通用机械研究院,安徽 合肥230031;上海师范大学信息与机电工程学院,上海200234 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
模式识 别 与 仿真PatternRecognitionandSimulation 《自动化技术与应用\年第 32卷第 4 期基 于 EMD和 Prony 算 法的 旋 转 机 械 瞬 时 频 率 估 计 方 法★高启 明- ， 孔 晓 鸣 -， 钱 雪 峰 ，， 李 传 江 2（ 1 合肥通用机械研究院 ， 安徽 合肥 230031 ，
2 ． 上海师范大学信息与机 电工程学院 ， 上海 200234 ）摘 要：捉… ．种j占J：经验模态分解(I ： MI)) 和 I，roiiv 算法的睫转机做瞬时： 顷卒聃计 7』‘ 浊， 圮果用 FMD 滤波上除振动衍弓‘ 中的噪肃 然Jl1 录川 holl）’苒法仙汁瞬时； 颐半， ll'I^ ； n ．r
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andElectricalEngineering,Shanghai200234China)一\\bstrat:t:Al11cthLHl oI' instantaneou\\l'rcqucncyesiimacionba\\edonEMDandPrc,n\\ ib
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instanianeousl'requencyehtil11atic,n 1 引言 在旋转机械的故 障诊断 中， 往往对其起动和停机阶段的振动信号特别感兴趣 ， 因为在这一阶段更容易发现通常难 以发现的系统缺陷…。而如何获取参考转轴转速对应 的瞬时频率是故 障诊断 的关键 问题之一。 虽 然采 用高精度光 电编码器可 以获得转轴的瞬时频率 ， 但考虑到成本 、适应环境或安装便利性等因素 ， 很多场合不适合安装光 电编码器 。 旋
转机械振动 信号 中包含有转速 信息 ， 如何通振动信号 中得到转轴的瞬时频率估计值是 近年来研究的热点 问题之 一·基金 项 目 ： 合 肥 通 用 机械研 究 院 青年 基金 项 目 资助 ( 编 号 2012011096) 收稿 日期：2013-01-20基于振动信号的瞬时频率估计方法较多 ， 包括相位法 、 Teager 能量算子法 、 过零点法 、 时频分析法（ 谱峰检测法） 、 经验模式分解(EMD) ，hilbert 变换法等。 很多 学者把研究的 目标放在如何提高识别的精度 ， 如 Jacekc21 等人先粗略估计瞬时频率 IF(InstantaneousFrequecy)， 然后进行角域重采样并滤波 ， 最后再精确识别出瞬时频 率。而很多的机械系统的转速变化较快 ， 需要简单快速 算法实现瞬时频率的估计 ， 本文给出一种基于 EMD 和Pronv的瞬时频率识别方法 ， 先采用 EMD 对振动信号进 行滤波 ， 然后再用 Prony 方法识别 出瞬时频率 ， 获得了 较好的效果 。 2振动信号 EMD滤波算 法 TechniquesofAutomation& Applications I 55模式识 别 与 仿真 PatternRecognitionandSimulation《自动化技术与应用\年第 32卷第 4 期和Prony算 法-，孔 晓 鸣钱 雪 峰李 传 江 2（1合肥通用机械研究院 ， 安徽 合肥 230031 ， 2 ． 上海师范大学信息与机 电工程学院 ， 上海 200234 ）摘要：捉…．‘浊，圮果用 FMD滤波上除振动衍弓中的噪肃然Jl1 录川 holl）法 H仃较女 J ： n0什汁f J尘 ，近fTJ：旋转利 l械的故障诊断 系统。,’：法；瞬时频率仆汁。技乏献怀训flj5 ： ＼足啊编 'L1003 on EMD and PronyAlgorithm Xiao-ming',QIANXue-feng',LIChuan-jiang2 HefeiGeneralMachinery ResearchInstitute,Hefei230031China 2.Collegeoflnformation,Mechanical
andElectricalEngineering,Shanghai200234China)一\\bstrat:t:Al11cthLHl oI' instantaneou\\l'rcqucncyesiimacionba\\edonEMDandPrc,n\\ ib pn,pc)hed.Firscl 、.EKIDl'ilteri\\ u\\edtu rc ,x c noi、c. thcn Prony ai坚‘ )rithm is adopteclioe\\timatcin 、t“lltanc'1LI 、 rI'eLlLIcnc ～
基于EMD和Prony算法的旋转机械瞬时频率估计方法
