制造技术/工艺装备
现代制造工程2010年第4期
小波國值降噪技术在齿轮箱振动
信号处理中的应用研究
刘自然，文金选，何涛
（河南工业大学机电工程学院，郑州450007）
摘要：阐述一维信号的小波降噪原理及小波阀值降噪方法，用MATLAB软件对齿轮箱振动信号进行降噪处理。利用图像和计算数据说明不同小波函数和不同阔值规则的消噪效果，得出Stein无偏似然估计阅值（Rigrsure阔值）方法对强噪
声复杂的齿轮箱动信号降噪效果最佳。关键词：小波：振动信号：噪声：或值降噪
中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：16713133(2010)04—0075—05
Applicationofwaveletthresholdde-noisingtechniquein
the gearbox vibration signal processing
LIU Zi-ran, WEN Jin-xuan,HE Tao
(School of Mechanical and Electrical Engineering,Henan University
of Technology,Zhengzhou 450007,China)
Abstract: Describes wavelet noise reduction theory of one-dimensional signal and wavelet thresholding methods, and processes the gearbox vibration signal for noise reduction using MATLAB, The images and calculastions show the de-noising results of different wavelet functions and different threshold rules,through which obtains that Stein unbiased risk estimate threshold(Rigrsure thresh-
old)method,for strong noise, complex vibration signals of gearbox,has the best denoising effect. Key words :wavelet;vibration signal; noise;threshold de-noising technique
机械设备的状态监测与故障诊断，尤其是旋转设备与往复机械中，振动诊断是重要的方法之一，在各种诊断方法中占很大比例。齿轮传动是传递运动和动力的一种常用传动机构，在机械设备中占有重要地位，研究齿轮箱振动信号具有重要的意义]。当故障信息是平稳信号时，一般利用确定信号已知的特点和噪声的特点采取傅里叶分析方法达到消噪的目的。但由于齿轮箱的机构复杂，工作环境一般比较恶劣，各种干扰较大，从而形成许多不能确定的噪声。另外测量振动信号的传感器本身也有一定的噪声特性，尤其是齿轮箱振动信号的提取，常用加速度传感器，由其本身固有电特性决定了它在提取振动加速度信号时伴随着相当程度的白噪声信号，难以对齿轮箱故障进行准确的诊断。因此，信导降噪是故诊断领域的一个重要课题[2,3]。小波变换是近十几年来发展起来的新的信号处理工具，其特有的多分辨率分析技术使
，河南工业大学科研基金项目（08XJC003）万方数据
得小波分析在时域和频域中都有良好的分析能力，可以有效地提取故障的特征信号，滤除噪声，提高信噪比。小波去噪的普遍方法就是采用阈值方法。
本文采用目前应用最为广泛的几种小波阅值函
数，结合实测齿轮箱振动信号进行消噪处理。 1小波國值降噪
1.1小波降噪原理及方法
一个含噪声的一维信号模型可表示为如下形式： x(n) =s(n) +u(n)
n.0,1,,N......()
式中：x（n）为含噪信号（原始信号）;s(n）)为有用信号； u(n)为噪声信号；N为信号的长度。
假设u（n)是一个零均值且服从高斯分布的随机序列，通常表现为高频信号，而实际工程中s(n)通常为低频信号或者是一些比较平稳的信号。将x（n)通过高通滤波器和低通滤波器使信号分解到不同的频率范围，从
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