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数事费来意用
基于Labview的旋转机械阶次分析系统研究
姜玉明
(辽宁大学物理学院辽宁沈阳110000)
摘要：本文阐速了阶次分析技术的原理，介绍了Gabor时频滤流技术的实现原理及具体步累和算法流程；详细论述了基于labview的阶次分析系统的实现过程；通过对多功能转予试验台的升降速信号逐行分析，得到阶次分析在旋转机械数障诊所的优势。
关键：阶次分析阶次跟踪伽波时频滤液LabVIEW 中图分类号：TH16
文献标识码：A
引育
文章编号：1007-9416(2012)03-0184-02
根据遮掩算法从初始的Gabor系数中提取第q阶分量的
旋转机械在升速、降速以及转速变化的过程中所产生的报动信号属于非平稳信号，基于FFT的传统频域分析方法无法有效的分析和提取该阶段的待征信息，而阶比分析技术很好的解决了这一间题。阶次分析是旋转机械特征分析中必不可少的分析方法，其包括两大技术：阶次跟踪技术和阶次提取技术。LabVIEW为一种基于
G语言（Graphics Language
图形化编程语言)的虚拟仪器软
件开发工具，应用其中的工具包可以实现振动信号的阶次跟踪和阶次提取。
1.阶次跟踪技术原理
阶次分析要求采样频率的变化要与参考轴转速的变化一致，即要求对振动信号进行等角度采样，该过程在阶次分析中称为"阶次跟踪”，也称为重采样技术。阶次跟踪技术可以通过硬件或软件来实现，这里主要讨论软件实现方法。首先以恒定的时间间隔对原始振动信号进行第一次采样，得到振动信号的时域采样波形，同时以相同的采样速率对转速信号进行同步采样，采用插值算法求出转速时间波形，然后根据转速信号来控制采样频率对探动信号第二次采样即重采样，得到稳定的角城采样信号，后对角城采样信号做 FFT变换。
2.阶次分量提取
阶次分析中有时希望能得到信号中的某个阶次分量的时城信息，这在阶次分析中称之为阶次分量提取或阶次分量重构口。阶次分量提取使人们能够对感兴趣的阶次得到进一步的分析，为旋转机械的故障诊断提供了有效的依据。目前，有多种阶次分量提取的方法，这里主要采用Gabor时频滤波技术实现阶次分量提取，该方法的实质是在时频面上对信号进行时频滤波，得到某一阶次分量的 Gabor系数c，通过Gabor展开计算方法实现该阶次分量的提取。在这个过程中主要涉及到滤波带宽的确定及遮运算技术，下面做详细介绍。
3.阶次分析的具体步骤及其算法流程围
①以相同的速率对转违信号和振动信号进行同步采集，
②选定归一化高斯分析密对振动信号进行Gabor变换，产生一个初始的Gabor系数c...
③由阶次限踪过程中计算得到的转速时间曲线，根据Gabor变换时频面上的时间坐标，确定该时刻所对应的转速值。
④生成频率-时间谱图
存牌新动值
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以Gabor转
系数
计事转司
建范总算现策系哈
4
Gabor广系最联
图1阶比分析算法流程图
84
方劳数据
Gabor系数c_。
③由提取的Gabor系数c。，进行Gabor展开，实现选定信号分量的信号重构。
?计算波形幅值
4.基于labview的阶次分析系统实现
4.1系统组成及框图程序设计
Labview中的声音与振动工具包囊括了振动信号分析的大部分VI.使用这些V1可以方便的实现对来自旋转机械振动信号的分析。该系统主要由数据处理和显示两大模块组成，其主要功能是实现数据的离线分析及结果的显示，图2是对该系统主要部分的程序框图的设计。在频谱分析设计中，为了突出阶次功率谱的优势，用控件"阶次谱/功率谱实现谱图的转换，使用Oatconvertto even anglesignal.vi，通过转速信号对振动信号进行重采样，得到角域信号，再进行FFT变换得到所有阶次的功率谱。其中窗口函数采用汉宁窗，窗长N由阶次分辨率△O和实际最大阶次Omax决定： N=2Omax/△O，若想改变示阶次谱图的清晰图便可以通过调整阶次分辨率的方法来实现，其原理仍是依据上述公式。在阶次提取程序设计里用到了oat extract orderwaveforms.vi来实现对原波形的阶次提取及波形重构，然后在对提取出的阶次波形进行进一步的分析诊断。
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a.频谱分析程序框图 t t
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b.阶次提取程序框图
图2labview阶次分析程序框图