固体光滑滚动轴承是空间运动机构的要害零部件,卫星、空间站等空间飞行器的机械部件能否正常运转、完成预订功用和到达预期寿数,在很大程度上取决于飞行器内各机械部件中滚动轴承的功能、寿数和可靠。由于空间在轨环境中无法获取轴承运转状况信息,亟需在地面模仿空间环境下展开滚动轴承判定实验,即彻底实验与截尾实验,来评价和猜测滚动轴承的寿数,树立高可靠长寿数滚动轴承基础数据库,从很多候选滚动轴承中挑选优寿数轴承安装到空间飞行器中。现在模仿空间环境下固体光滑滚动轴承寿数状况监测手法有摩擦力矩测验和温度测验,可是,摩擦力矩、温度包含轴承寿数特征信息单、对轴承正常寿数阶段功能退化不灵敏,不能有用反映滚动轴承功能的退化。振荡测验作为模仿空间环境下固体光滑滚动轴承寿数状况监测的个手法逐步得以重视,在固体光滑滚动轴承的寿数表征和猜测方面具有很好的潜力。方面,比较于轴承典型毛或早期毛状况,轴承有用寿数阶段内的振荡特征更为弱小;另方面,模仿空间环境的设备(如真空泵)运转,以及狭小空间内多组轴承的同时实验,导致实测轴承振荡信号受到激烈的环境噪声搅扰,因而,在强噪声搅扰下提取滚动轴承弱小特征就更加困难。模仿空间环境下轴承采用轴向定位加载方式时,随着轴承磨损,间隙加大,轴向负载发生变化;由于真空室容量约束,难以实施电机转速的闭环控制,轴承转速不稳定;轴承振荡特征受工况(转速和载荷等要素)的影响显着,导致变工况下滚动轴承退化趋势特征难以提取。由于地面模仿空间环境实验条件苛刻,轴承寿数实验需要投入很多的人力、物力,现在只能获取部分工况下的有限样本,小子样条件下准确寿数猜测模型的构建是需要处理的难题。模仿空间环境下滚动轴承寿数实验的这些特点导致依据振荡剖析的滚动轴承寿数状况表征和猜测具有很大挑战。论文针对模仿空间环境下滚动轴承寿数振荡谱表征与猜测的难题,展开自适应信号重量别离的滚动轴承弱小特征提取、变工况下滚动轴承退化趋势特征提取、小子样条件下准确寿数猜测模型构建等研讨,详细研讨内容如下:1)针对强噪声搅扰下滚动轴承弱小特征提取的难题,提出了自适应信号重量别离的滚动轴承弱小特征提取办法。剖析并树立模仿空间环境下滚动轴承振荡信号噪声要包含测验体系噪声、模仿空间环境设备以及其它轴承实验台运转而引进的环境搅扰;使用组通带部分堆叠带通滤波器组对信号进行滤波,提出了大谱峭度小冗余准则用于能量占优滤波信号重量的选取;依据经历形式分化(Empirical Mode Decomposition,EMD)的自适应分化及滤波特,采用EMD对滤波信号进步分化,完成自适应信号重量别离;核算含噪轴承振荡信号各固有形式函数(Intrinsic Mode Function,IMF)重量与含噪轴承振荡信号自身、以及与背景噪声搅扰信号IMF重量之间的相关系数,并据此对IMF重量进行挑选和重构,完成强噪声搅扰下滚动轴承弱小特征提取。2)针对变工况下滚动轴承退化趋势特征难以提取的问题,提出了依据幅值标准化和相似度量的量化特征提取办法。研讨转速和负载要素对轴承振荡信号的影响,经过幅值标准化下降转速、负载不同导致的振荡信号幅值差异;结合时频剖析在信号局部特征信息发掘方面的优势,提出了两种时频域特征提取办法——依据频带剖析技能的特征提取和时频表示特征约简的特征提取;构建依据相似度量的滚动轴承退化量化特征指标,完成变工况下轴承状况的同标准表征以及滚动轴承退化趋势特征提取。3)针对小子样条件下准确寿数猜测模型构建的问题,提出了交融截尾样本的优化多核小二乘支撑向量机的滚动轴承寿数猜测办法。模仿空间环境下,受实验周期约束,只能对少数轴承做全寿数实验,更多的轴承需做守时截尾实验。针对少数轴承的全寿数样本,提出了多标准变异粒子群优化多核小二乘支撑向量机的滚动轴承寿数猜测办法。针对更多轴承的截尾样本,为使用截尾样本中的有用退化信息,树立依据函数型主成分剖析的特征量趋势模型,提出依据相似度量的截尾样本寿数值估计办法,构建交融截尾样本的滚动轴承寿数猜测模型,提高模仿空间环境下滚动轴承寿数猜测精度。4)结合模仿空间环境下滚动轴承寿数实验特点,开发了套固体光滑滚动轴承寿数猜测体系,完成振荡信号收集、根本信号剖析处理、特征提取、寿数猜测和管理维护等功用,完成固体光滑滚动轴承寿数评价和猜测,从而挑选出优寿数轴承。所研制的体系成功应用于模仿空间环境下固体光滑滚动轴承寿数评价和猜测。文章终对本文的作业进行了总结,并展望下步的研讨方向。
