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第1章 机械设备振动信号处理概述 1

1.1 信号的结构与功能 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 功能特征信号 3

1.2 工程信号处理的几个基本观点 11

第2章 机械设备振动信号的结构与组成 12

2.1 信号源与信号结构 12

2.1.1 消息、信号与信息 12

2.1.2 信号的组成 13

2.1.3 信号处理与信号分类 21

2.2 机械设备振动信号的结构特征 27

2.2.1 振动信号的周期特征 27

2.2.2 机械设备振动信号基本单元的选择 29

2.2.3 基元信号的完备与遍历性 30

2.2.4 钻井泵液力端基元子分段信号分析 36

2.2.5 信号结构与振动系统的关系 50

2.3 机械设备振动信号结构描述模型 57

第3章 信号功能特征处理与信号分离 60

3.1 信号分离 60

3.1.1 干扰与信号分离 60

3.1.2 单通道信号的分离 61

3.2 信号的模式滤波法处理 63

3.2.1 信号的模式滤波参数化描述 63

3.2.2 功能特征信号参数的物理属性 65

3.2.3 几种典型的功能特征子波信号 69

3.3 信号结构模型的构建 79

3.3.1 信号结构模型描述 79

3.3.2 功能特征子波的时频特征 85

3.3.3 钻井泵液力端振动分段信号结构模型 92

3.4 钻井泵振动信号结构模型分析 93

3.5 单子波组合音效分布图研究 99

第4章 钻井泵振动信号时域结构的精细化处理 106

4.1 钻井泵振动信号的模式滤波分析 107

4.1.1 模式滤波法处理流程 107

4.1.2 钻井泵振动成分分类测试结果汇总 109

4.1.3 模式滤波法信号归类处理 117

4.2 钻井泵高低分频振动信号识别分析 121

4.3 机械设备振动信号仿真分析 122

4.3.1 齿轮传动系统动力学方程 122

4.3.2 齿轮传动系统动力学仿真 124

4.3.3 齿轮传动系统仿真信号建模研究 126

第5章 振动信号的识别、聚类与时频域分析 131

5.1 钻井泵振动信号的分段汇总与识别处理 132

5.1.1 钻井泵振动信号分段软件的开发 132

5.1.2 分段信号识别与分类汇总 136

5.2 分段信号时域的参数联合分布研究 142

5.2.1 时域统计参数 142

5.2.2 时域统计参数联合分布 146

5.2.3 钻井泵分段信号时域参数联合统计特征分析 148

5.2.4 钻井泵高低分频振动信号时域参数统计 158

5.2.5 时域统计参数不足 164

5.3 振动信号动态时域特征参数主成分分析 167

5.3.1 主成分分析的处理流程 167

5.3.2 钻井泵振动信号主成分分析 169

5.3.3 钻井泵分段信号与特征向量系数的关系 172

第6章 信号几何特征信息的提取 178

6.1 钻井泵振动信号峰值与峰位数据的整理 178

6.1.1 钻井泵振动信号的细分段处理 178

6.1.2 钻井泵振动信号“峰值-峰位”曲线分类整理 182

6.2 钻井泵振动信号峰值数据处理 183

6.2.1 钻井泵振动信号“峰值-峰位”曲线分类处理 183

6.2.2 钻井泵振动信号峰值统计分析 185

6.2.3 振动信号峰值统计模型的缺陷 192

6.3 钻井泵振动信号峰值与峰位隐马尔科夫模型 193

6.3.1 “峰值-峰位”散点HMM模型的运行 197

6.4 钻井泵基元分段信号识别处理 198

第7章 钻井泵振动信号识别研究与应用 199

7.1 信号识别研究概述 199

7.2 钻井泵振动信号识别流程 199

7.3 钻井泵振动信号识别模型的建立 201

7.4 钻井泵分段信号测试结果汇总 202

7.5 钻井泵故障诊断系统的研制与开发 208

7.5.1 概述 208

7.5.2 钻井泵故障诊断系统的组成与工作原理 210

7.5.3 钻井泵故障诊断系统实施方法与处理流程 213

第8章 轴承振动信号的模式滤波分析 217

8.1 轴承振动信号的整理 218

8.2 轴承振动信号的模式滤波分解处理 221

8.3 轴承振动信号特征提取与分析 231

8.4 机械设备状态检测与故障诊断的模式滤波法处理 239

8.4.1 概述 239

8.4.2 机械设备状态检测与故障诊断系统的组成 241

8.4.3 模式滤波法处理基本诊断流程 243

8.4.4 机械设备故障诊断系统应用前景分析 247

第9章 飞机复合材料损伤实验模式滤波分析 249

9.1 飞机复合材料振动系统信号的采集与测试 249

9.1.1 振动测试系统概述 249

9.1.2 声振信号的识别与预处理 252

9.1.3 试件开裂阶段振动信号的截取 254

9.2 飞机复合材料试件开裂振动信号模式滤波处理 257

9.2.1 振动信号时频子波分解与聚类处理 257

9.2.2 振动信号时频子波的分区归类处理 260

9.3 开裂过程量化模型的建立与应用 264

9.3.1 振动信号传输模型的建立 264

9.3.2 振动信号时频子波模型参数的确定 266

第10章 结论与展望 275

参考文献 279

索引 286