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江蘇風(fēng)興干燥設(shè)備有限公司
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閱讀：50發(fā)布時(shí)間：2010-12-22
針對(duì)獨(dú)立分量分析（ICA）對(duì)噪聲較為敏感及滾動(dòng)飼料干燥設(shè)備故障信號(hào)的調(diào)制特性,提出一種基于形態(tài)濾波與ICA相結(jié)合的方法。該方法首先對(duì)觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行形態(tài)濾波以突出故障特征同時(shí)消除其他干擾源,然后應(yīng)用ICA分離形態(tài)濾波后信號(hào)。對(duì)滾動(dòng)飼料流化床干燥器干燥設(shè)備外圈內(nèi)圈復(fù)合故障信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明該方法能夠有效識(shí)別分離滾動(dòng)飼料干燥設(shè)備故障特征。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中，觀測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)除噪聲干擾外，還?；殳B有機(jī)器其他部件或者其他機(jī)器的振動(dòng)。如何從觀測(cè)信號(hào)中準(zhǔn)確提取故障信號(hào)是設(shè)備診斷的關(guān)鍵?；谛盘?hào)高階統(tǒng)計(jì)量的獨(dú)立分量造粒干燥機(jī)分析，由于它可以有效找到隱含在混合信號(hào)中的獨(dú)立混合干燥機(jī)成分，故在機(jī)械故障信號(hào)處理鎖域得到了廣泛關(guān)注t幻。但是，IcA以分離結(jié)果的獨(dú)立性作為判據(jù)，使得它把其他無(wú)關(guān)信號(hào)或者噪聲也作為獨(dú)立的信源進(jìn)行盲分離，在干擾渾較多的情況下不利
于做出正確判斷。如果能夠根據(jù)故障信號(hào)特點(diǎn)，進(jìn)行一定的預(yù)處理，有選擇地突出故障信號(hào)并抑制噪聲信號(hào)，可以很好地解決上述問(wèn)腸。機(jī)械系統(tǒng)如飼料干燥設(shè)備、齒輪出現(xiàn)故障時(shí)，其信號(hào)往往表現(xiàn)為明顯的沖擊形式，并出現(xiàn)調(diào)制特征。本文利用這種特征，對(duì)混合故障信號(hào)進(jìn)行形態(tài)濾波提取信號(hào)的邊緣輪廓及形態(tài)形態(tài)漁波是基于數(shù)學(xué)形態(tài)的一種非線(xiàn)性濾波方法［.］。數(shù)學(xué)形態(tài)的基本思想是使用“探針”逐個(gè)地去“試探”所研究的對(duì)象，zui后得到各部分之間的關(guān)系集合。“探針”通常稱(chēng)為結(jié)構(gòu)元索，采用的“試探”方法就是數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的各種運(yùn)算，即形態(tài)變換。造粒干燥機(jī)結(jié)構(gòu)元素的選擇包括結(jié)構(gòu)元素的形狀、長(zhǎng)度和高度（結(jié)構(gòu)元素的幅值）等要素。結(jié)構(gòu)元素形狀一般包括直線(xiàn)形、三角形、半圓形、正弦形等類(lèi)型。形態(tài)變換的墓本運(yùn)算包括腐蝕、膨脹、形態(tài)開(kāi)運(yùn)算和形態(tài)閉運(yùn)算。根
據(jù)分析信號(hào)的不同，可以分為二值形態(tài)變換和灰度值形態(tài)變換。形態(tài)學(xué)在一維數(shù)字信號(hào)處理中通常將多值形態(tài)學(xué)所研究的二維函數(shù)換為一維函數(shù)，得到一維的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)。由于滾動(dòng)飼料干燥設(shè)備振動(dòng)信號(hào)為一維信號(hào)，所以本滾動(dòng)飼料干燥設(shè)備存在局部損傷類(lèi)故障時(shí)，損傷的飼料干燥設(shè)備元件在運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生衰減沖擊脈沖，不僅會(huì)引起高頻沖擊振動(dòng)，而且高頻振動(dòng)的幅值也將受到脈沖激振力的調(diào)制，表現(xiàn)出典型的非平穩(wěn)性混合干燥機(jī)、高頻調(diào)制性和微弱性流化床干燥器閉。形態(tài)濾波恰好可以有效處理這類(lèi)信號(hào)，因此我們可以利流化床干燥器用形態(tài)濾波與ICA相結(jié)合以達(dá)到從微弱信號(hào)中分離提取故障信號(hào)的目的。荃于形態(tài)濾波與Fast1CA（MF一FastICA）的基本流程如圖1所示。即首先對(duì)觀側(cè)信號(hào)X進(jìn)行形態(tài)撼波以提取滾動(dòng)飼料干燥設(shè)備振動(dòng)信號(hào)中脈沖信號(hào)；而后對(duì)濾波后信號(hào)進(jìn)行BSS處理，分離出各個(gè)故障源信號(hào)；zui后對(duì)分離信號(hào)進(jìn)行撅譜分析，便可以對(duì)故障進(jìn)行分類(lèi)并確定損傷類(lèi)缺陷所產(chǎn)生的原因，但在濾波之前，必須選擇合適的形造粒干燥機(jī)態(tài)運(yùn)算和結(jié)構(gòu)元素。由于直線(xiàn)結(jié)構(gòu)元素的形狀zui為簡(jiǎn)單，并且混合干燥機(jī)滾動(dòng)飼料干燥設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)為一維信號(hào)，同時(shí)為了完整地保留信號(hào)的形狀特征，本文采用幅值為O直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)元家。根據(jù)文獻(xiàn)〔8」的分析結(jié)果，直線(xiàn)結(jié)構(gòu)元素的長(zhǎng)度選擇為10。形態(tài)運(yùn)算選擇級(jí)聯(lián)開(kāi)一閉和閉一開(kāi)組合運(yùn)算。
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