振动与冲击2021,Vol.40Issue(12) :265-274,289.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.12.033

基于变分模态分解和最大重叠离散小波包变换的齿轮信号去噪方法

A gear signal de-noising method based on variational mode decomposition and maximal overlap discrete wavelet packet transform

周小龙 徐鑫莉 王尧 刘薇娜 姜振海 马风雷
振动与冲击2021,Vol.40Issue(12) :265-274,289.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.12.033

基于变分模态分解和最大重叠离散小波包变换的齿轮信号去噪方法

A gear signal de-noising method based on variational mode decomposition and maximal overlap discrete wavelet packet transform

周小龙 1徐鑫莉 2王尧 1刘薇娜 3姜振海 4马风雷4
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作者信息

  • 1. 北华大学机械工程学院,吉林132021
  • 2. 上海交通大学自动化系,上海200240
  • 3. 长春理工大学机电工程学院,长春130022
  • 4. 长春工业大学机电工程学院,长春130012
  • 折叠

摘要

针对齿轮故障信号易受噪声干扰导致故障特征难以提取的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和最大重叠离散小波包变换(maximal overlap discrete wavelet packet transform,MODWPT)相结合的信号去噪方法.采用VMD方法将齿轮振动信号分解成一系列不同中心频率的固有模态函数(intrinsic mode function,IMF),对VMD分解过程中影响其精度的主要参数选择方法进行了探究,提出相关参数的选取依据.结合能量熵增量-频域互相关系数准则以剔除分解出的高频噪声和虚假干扰成分;采用MODWPT方法对包含高频噪声的IMF分量进行去噪,以进一步提升信号的去噪效果和性能指标;最后将去噪后高频IMF分量同表征信号自身特征的敏感模态分量重构为去噪信号.通过仿真信号和齿轮断齿故障信号的分析,证明了所提方法的有效性和实用性.

关键词

变分模态分解/最大重叠离散小波包变换/去噪/齿轮/特征提取

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基金项目

国家自然科学基金(51505038)

吉林省科技厅重点科技攻关项目(222170102058)

吉林省教育厅"十三五"科学研究规划项目(JJKH20190639KJ)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.898
ISSN:1000-3835
被引量17
参考文献量14
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