基于声信号分析的故障诊断系统的设计.doc

基于声信号分析的故障诊断系统的设计


2.35万字 50页 原创作品，已通过查重系统

摘 要

机械设备故障诊断对于在生活生产中对于机械设备的安全可靠运行，预防和避免重大灾难性事故的发生具有重大意义。目前采用的故障诊断技术主要是基于振动信号的测量和分析。然而在一些不适合安装振动传感器的场合，例如高温、高腐蚀、有害环境中。有必要寻找一种有效的非接触式监测和分析手段。声音作为一种机械波，是通过振动向媒介辐射能量的结果，声音信号中包含着丰富的机械设备状态信息，是一项重要的衡量指标。因此，通过对声音信号进行处理和分析，就可以发现机械设备的运行状态，对设备状态进行实时监测和故障诊断。本文对声音信号处理在机械故障诊断中的应用进行了研究，并通过实验验证了理论方法，并形成了一种简单有效的故障诊断方法，具体开展了以下几方面的研究工作：
（1）对基本机械结构及典型机械故障进行了了解，并着重研究了基于声音信号处理的机械故障诊断的基本理论和方法。并将理论和实际结合，对日常生活中常见的自行车机械故障进行了研究，并进行了故障诊断实验。
（2）学习了通过使用软件MATLAB编程直接利用计算机声卡作为数据采集通道进行声音信号采集的方法；
（3）研究了在故障诊断方面声音信号处理的基本方法，包括对声音信号进行消噪、分帧、特征信号分离、特征量提取等，使用了包括滤波、窗函数分帧、时域统计指标计算、快速傅里叶变换、自相关功率谱等具体的信号处理方法。
（4）结合实验印证了理论知识，并形成了一套简单有效的故障诊断方案，能对实验中设置的典型故障进行诊断。


关键词：机械；故障诊断；声信号处理；时域统计特征；自相关；频谱