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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