高效带宽傅里叶分解及其轴承故障诊断应用

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 154-159.

高效带宽傅里叶分解及其轴承故障诊断应用

王爽1，宋秋昱2，张驰2，江星星2，3，朱忠奎2

（ 1. 苏州大学应用技术学院，江苏苏州215325； 2. 苏州大学轨道交通学院，江苏苏州215131；
3. 山东交通学院运输车辆检测、诊断与维修技术交通行业重点实验室，济南250357 ）

收稿日期:2023-04-13 修回日期:2023-05-26 出版日期:2024-10-18 发布日期:2024-10-10

Efficient Bandwidth Fourier Decomposition and Its Application to Bearing Fault Diagnosis

Received:2023-04-13 Revised:2023-05-26 Online:2024-10-18 Published:2024-10-10

摘要/Abstract

摘要： 自适应带宽傅里叶分解（Adaptive Bandwidth Fourier Decomposition，ABFD）是一种基于带宽优化的非平稳信号分析方法。然而，以中心频率重叠度作为分解终止条件在实际应用中会分解出若干冗余的模式分量，造成分解效率降低，为后续分析增加负担。为此，提出高效带宽傅里叶分解（Efficient Bandwidth Fourier Decomposition, EBFD）的轴承故障诊断方法。该方法构建重加权峭度引导的快速停止准则，能够高效地确定最优分解模式数目，避免大量冗余分量的干扰。进一步地，根据重加权峭度指标定位出目标故障分量，实现轴承故障诊断。滚动轴承故障试验信号分析结果表明：所提出方法能够高效终止分解进程，得到所有潜在的模式分量，并准确定位出故障分量；由EBFD与ABFD提取故障分量的归一化频率能量比均为1.0，EBFD运行所需时间为3.3 s，分解速度相较于ABFD提高33.8 s；相较于其他信号分析方法，采用所提出方法能够更准确识别出轴承故障特征。

关键词: 故障诊断, 带宽傅里叶分解, 轴承, 重加权峭度

王爽, 宋秋昱, 张驰, 江星星, 朱忠奎. 高效带宽傅里叶分解及其轴承故障诊断应用[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 154-159.

[1]	陈志刚, 姜云龙, 王莹莹, 王衍学, 徐明智. 基于SVMD-SES的滚动轴承故障诊断[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 107-113.
[2]	张雄, 武文博, 李嘉禄, 董帆, 万书亭, . 基于波束形成及CNN-LSTM的托辊故障距离估计模型[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 114-119.
[3]	闫向彤, 罗嘉伟, 曹现刚. WGAN-GP结合CBAM-VGG16轻量化网络的滚动轴承故障诊断 [J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 120-127.
[4]	张晓莉, 黄嘉谞. 参数优化VMD结合改进小波包阈值的去噪方法[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 128-132.
[5]	伍兴, , 李志伟, 宁文乐, 郑照. 基于LWKConv-DRSN-FPN的旋转机械故障诊断[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 133-139.
[6]	彭川, 吝伶艳, 雷志鹏, 田慕琴, 侯茜茜, 宋建成. 基于PSO-VMD和EWT的异步电机滑动轴承故障诊断[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 140-147.
[7]	杨伟新, 刘飞春, 唐鑫, 朱如鹏. DHSI筛选奇异值分量在齿轮故障诊断中的应用[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 148-153.
[8]	颜秋艳, 刘玄. 集成辛奇异值模态分解及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 160-165.
[9]	赵敏, 范永胜, 邓艾东, 邓敏强. 基于样本自适应条件对抗网络的齿轮箱跨域故障诊断研究[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 166-171.
[10]	付骏宇, 许景辉. 基于双通道数据主振动特征提取的水电机组轴系故障诊断[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(5): 172-178.
[11]	谢锋云, , 汪淦, , 王玲岚, , 李刚, 朱海燕, 谢三毛, . STFT结合2D CNN-SVM的齿轮箱故障诊断方法[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(4): 103-109.
[12]	宿磊, 刘智, 顾杰斐, 李可, 薛志钢. 基于改进PSO-VMD-MCKD的滚动轴承故障诊断[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(4): 118-124.
[13]	赵南洋, 茆志伟, 张进杰, 江志农. 柴油机多源冲击振动信号稀疏表示及其故障诊断应用[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(4): 125-131.
[14]	路新华, 韩风超, 马丽, 张凌晓, 孙鹏. 基于高斯滤波与多尺度CNN的抗噪轴承故障诊断方法[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(4): 132-137.
[15]	蔡丹娜, 吴科伟, 向丹, 封远鹏, 徐毓贤, 蒋占四, . 基于RACS-TFODF自适应随机共振系统的轴承故障诊断应用[J]. 噪声与振动控制, 2024, 44(4): 138-144.