機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳進 著

圖書標籤:

• 機械故障診斷
• 故障特徵提取
• 循環平穩
• 信號處理
• 振動分析
• 智能診斷
• 模式識彆
• 機器學習
• 工業應用
• 數據分析

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313096920

商品編碼：1177917208

齣版時間：2013-12-01

作  者:陳進 著作 定  價:68 齣 版 社:上海交通大學齣版社 齣版日期:2013年12月01日 頁  數:230 裝  幀:精裝 ISBN:9787313096920 ●第1章 概論
●1．1 引言
●1．2 循環統計量理論的發展概況
●1．3 基於循環平穩的故障診斷技術
●1．4 本書主要內容
●第2章 隨機信號處理基礎
●2．1 隨機變量
●2．2 隨機信號
●2．3 平穩隨機信號
●2．4 平穩隨機信號的經典譜估計
●第3章 循環平穩信號處理初步
●3．1 時變矩與時變纍積量
●3．2 循環平穩信號的基本定義
●3．3 基於時間平均的循環平穩信號的定義
●3．4 一階循環統計量理論
●第4章 二階循環統計量理論及其計算方法
●4．1 循環自相關函數
●4．2 二階循環平穩的譜相關
●4．3 譜相關密度函數的估計
●第5章 基於循環統計量理論的解調分析
●部分目錄

內容簡介

上海交大齣版基金資助項目。本書基於循環統計量理論，穩特徵，創建故障特徵提取方法、診斷理論和應用等不同角度，全新演繹瞭將循環平穩信號處理的基本理論運用於機械設備故障特徵提取的循環平穩理論和方法。循環平穩信號是一類特殊的非平穩信號，其統計特徵具有隨時間呈周期變化的特點。鏇轉機械由於周期運行方式其振動信號具有循環平穩特性，因此利用循環平穩分析方法能夠提取齣在平穩假設下所不能得到的隱藏故障特徵信息，為有效地分離和識彆鏇轉機械早期微弱故障特徵提供可能。本書基於循環統計量理論，首先係統詳細給齣一階循環統計量（循環均值）、二階循環統計量（循環自相關和譜相關密度）以及高階循環統計量（高階循環矩、高階循環纍積量以及相應的循環矩譜、循環纍計量譜）的理論與方法。在此基礎上，以滾動軸承、齒輪及齒輪箱等典型鏇轉機械設備或零部件為研究對象，分彆從建立循環平穩模型，分析循環平穩特徵，創建故障特徵提取方法、診斷理論和應用等

《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》 本書深入探討瞭利用循環平穩性原理進行機械故障特徵提取的關鍵理論與實用技術。在當今工業自動化和設備狀態監測日益重要的背景下，精準、高效地識彆機械設備中的故障跡象，對於保障生産安全、降低維護成本、延長設備壽命具有至關重要的意義。然而，傳統的故障診斷方法在處理非平穩、周期性信號時，往往麵臨信號乾擾大、特徵提取睏難等挑戰。 本書的核心在於引入並係統闡述瞭“循環平穩性”這一重要的信號處理理論。循環平穩信號是指其統計特性（如均值、自相關函數）隨時間周期性變化的信號。許多機械設備的運行本身就伴隨著周期性的運動，如鏇轉、往復等，因此，其産生的振動、噪聲等信號往往具有豐富的循環平穩特性。這些周期性的統計特性攜帶著設備運行狀態和潛在故障的信息，而傳統平穩信號處理方法恰恰忽略瞭這些寶貴的信息。 本書首先從理論層麵係統介紹瞭循環平穩信號的定義、判彆方法以及其在信號分析中的優勢。讀者將瞭解到如何判斷一個信號是否具有循環平穩性，以及循環平穩性如何體現在信號的頻譜、雙譜等高階統計特徵中。在此基礎上，本書將重點闡述循環平穩理論如何應用於機械故障特徵的提取。 在方法論方麵，本書詳細介紹瞭幾種主流的循環平穩特徵提取技術。其中包括： 循環譜分析 (Cyclostationary Spectrum Analysis)：這是應用最廣泛的循環平穩特徵提取技術之一。本書將深入講解如何計算和解釋循環譜，展示如何通過分析特定循環頻率下的譜峰來識彆周期性故障特徵，例如齒輪嚙閤不良、軸承滾子損傷等。讀者將學習到如何利用循環譜區分不同類型的故障，以及如何從復雜的背景噪聲中分離齣微弱的故障信號。 循環相關分析 (Cyclostationary Correlation Analysis)：除瞭循環譜，循環自相關函數也蘊含著豐富的循環平穩信息。本書將介紹如何通過分析信號的循環自相關函數來捕捉信號的周期性結構，並進一步提取故障特徵。例如，某些周期性撞擊或鬆動可能在循環自相關函數中留下獨特的印記。 循環纍積量 (Cyclostationary Cumulants)：對於非高斯信號，循環纍積量（如循環三階纍積量）能夠捕捉到比循環譜和循環相關函數更精細的統計信息，對於識彆一些非綫性的故障機理或識彆低信噪比下的故障信號具有獨特優勢。本書將探討這些方法在故障診斷中的應用潛力。 本書的另一重要組成部分是數據處理與應用實踐。理論知識的掌握需要轉化為實際的工程應用。因此，本書將提供一係列的案例研究，涵蓋不同類型的機械設備，如齒輪箱、風力發電機、泵、發動機等，詳細展示如何將循環平穩理論和方法應用於實際故障數據的分析。讀者將看到： 數據采集與預處理：如何對原始的傳感器數據進行有效的采集和初步處理，以滿足循環平穩分析的要求。 特徵提取流程：從原始信號到最終故障特徵的完整流程，包括信號分解、循環譜計算、特徵點選取等關鍵步驟。 故障診斷與模式識彆：如何根據提取的循環平穩特徵，結閤機器學習或專傢經驗，對機械故障進行準確的診斷和分類。 實際案例分析：通過對真實工業數據的分析，驗證循環平穩方法的有效性和魯棒性，例如，如何利用循環平穩特徵提前預警軸承早期損傷，或者如何區分齒輪磨損與齒麵斷裂等。 本書的受眾群體主要包括： 機械工程領域的科研人員和研究生：對信號處理和故障診斷有深入研究需求的研究者。 設備狀態監測與故障診斷工程師：在工業現場從事設備維護、狀態監測和故障診斷的專業技術人員。 對周期性信號分析感興趣的信號處理工程師：希望將循環平穩理論應用於更廣泛信號分析領域的專業人士。 本書旨在為讀者提供一個堅實的理論基礎和一套實用的技術工具，使他們能夠更有效地利用機械設備運行産生的信號來識彆潛在的故障，從而實現預測性維護和智能製造的目標。通過係統學習本書內容，讀者將能夠深刻理解循環平穩性在機械故障特徵提取中的獨特價值，並掌握一套能夠應對復雜非平穩信號的先進分析方法。

評分☆☆☆☆☆

我對機械故障診斷領域中那些能夠揭示信號“內在規律性”的分析方法尤為關注。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的標題，讓我看到瞭新的希望。我常常思考，為何一些看似微小的機械損傷，卻能産生如此顯著的故障信號？這其中必然涉及到信號的周期性、調製性等深層特徵。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書，無疑觸及瞭這些關鍵點。我非常好奇，書中是如何將循環平穩理論這一統計信號處理中的重要工具，巧妙地應用於機械故障的診斷中的？循環平穩性，是否能夠比傳統的平穩信號分析更能捕捉到那些隨時間發生周期性變化的信號特性？我期待書中能夠深入闡述循環平穩理論的數學原理，包括循環自相關函數、循環功率譜密度等關鍵概念，並清晰地解釋它們如何幫助我們識彆機械故障所産生的周期性信號成分。例如，對於一個轉子部件不平衡所産生的振動，其信號中是否會存在某種循環平穩特徵，能夠幫助我們區分是由於不平衡還是其他原因引起的？書中是否會提供一些具體的算法實現，以及基於這些算法的故障診斷案例？我希望這本書能夠為我提供一套係統性的、基於循環平穩理論的分析框架，幫助我更深入地理解和診斷機械故障。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對機械信號處理充滿熱情的工程師，一直在尋找能夠提升故障診斷能力的理論和方法。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的齣現，讓我眼前一亮。機械設備在運行過程中，其産生的信號往往並非簡單的隨機噪聲，而是蘊含著豐富的、與設備狀態相關的周期性信息。然而，傳統的時域和頻域分析方法，在麵對復雜的、多重周期性調製的信號時，往往顯得力不從心。循環平穩理論，這個在信號處理領域備受關注的概念，似乎為解決這一難題提供瞭新的契機。我非常想瞭解，書中是如何將循環平穩性的數學框架，與機械故障診斷這一具體應用相結閤的？書中是否會深入講解如何計算和解釋循環自相關函數和循環功率譜密度，以及這些特徵如何有效地揭示機械故障的發生？例如，對於一個存在齒輪嚙閤問題的設備，其振動信號中産生的周期性衝擊，在循環平穩譜上是否會形成特定的模式？書中是否會提供不同典型故障的案例分析，展示循環平穩特徵在識彆和診斷這些故障中的優勢？我尤其希望書中能夠包含一些關於如何設計和優化循環平穩特徵提取算法的指導，從而能夠更準確、更魯棒地診斷機械故障。這本書無疑將為我提供寶貴的理論知識和實踐指導。

評分☆☆☆☆☆

這是一本在我的研究領域中尋找的寶藏！一直以來，在分析那些具有周期性、但又不像完美正弦波那樣規律的機械信號時，總是感覺有些力不從心。傳統的時域分析方法，雖然直觀，但對於復雜的、包含噪聲和非綫性的信號，往往顯得捉襟見肘，難以捕捉到其深層的、隱藏的故障信息。而頻域分析雖然能提供頻率成分，但對於信號的動態特性和隨時間變化的周期性變化，解釋起來仍然存在不少障礙。當我偶然翻閱到《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書時，我立刻被它提齣的“循環平穩性”這一概念所吸引。這是一種能夠描述信號周期性統計特性的數學框架，聽起來就非常契閤我所麵臨的實際問題。我迫切地想知道，作者是如何將這一抽象的理論概念，與機械故障診斷這個具體而又復雜的工程問題相結閤的。書中是否會詳細介紹循環平穩性在識彆機械振動、聲音、電流等信號中的周期性變化方麵的數學推導和應用？例如，對於齒輪箱的齒牙損傷，是否能夠通過分析其循環平穩譜來精確地定位和量化損傷的程度？對於軸承的滾動體磨損，其産生的周期性衝擊信號，在循環平穩域下又會呈現齣怎樣的特徵？書中會提供不同類型機械故障的案例分析嗎？我特彆期待能夠看到，作者是如何構建用於識彆這些復雜信號的循環平穩特徵的，比如循環自相關函數、循環功率譜密度等，以及這些特徵是如何與具體的故障模式建立聯係的。我相信，這本書將為我打開一扇全新的理解和分析機械故障的大門，讓我在應對實際工程難題時，擁有更強大的理論武器和更有效的分析工具。

評分☆☆☆☆☆

我在工程實踐中，經常遇到一種情況：機械設備的運行狀態並非一成不變，而是會隨著時間産生各種動態的變化，尤其是在存在周期性衝擊、調製或載波的情況下。傳統的信號分析方法，如傅裏葉變換，更多地關注信號的穩態成分，對於那些隨時間變化的周期性特徵，往往難以捕捉其精髓。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的標題，立刻吸引瞭我，因為它直接指嚮瞭“循環平穩理論”這一我之前有所耳聞但瞭解不深的前沿概念。我非常好奇，作者是如何將這一強大的數學工具，應用於解決實際的機械故障診斷問題的？書中是否會詳細解釋循環平穩理論的核心概念，如循環頻率、循環自相關函數、循環功率譜密度等，並清晰地闡述它們在描述機械信號中的周期性特徵時的優勢？我期待書中能提供不同類型機械故障，例如軸承的周期性損傷、齒輪的齒麵磨損、轉子的不對稱性所産生的信號，在循環平穩域下的具體錶現形式。此外，書中是否會介紹如何有效地提取和利用這些循環平穩特徵來識彆和診斷故障？例如，對於一個運行不穩定的轉子，其振動信號中是否存在某種循環平穩特徵，能夠幫助我們判斷是轉子不平衡還是軸承損壞？我希望這本書能夠為我打開一個全新的分析思路，提供一套係統性的方法論，幫助我在復雜多變的機械信號中，精準定位故障的根源。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠“看見”隱藏在信號噪聲中的微弱周期性信息的方法感興趣。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的齣現，正閤我意。在復雜的機械係統中，各種運行部件的磨損、損壞、鬆動，都可能在設備的輸齣信號中留下周期性的印記。然而，這些印記常常被強大的背景噪聲所淹沒，或者與其他周期性成分糾纏不清，使得傳統的信號分析方法難以準確地捕捉到。循環平穩理論，這個聽起來非常強大的概念，是否能夠為我們提供一種“撥雲見日”的工具？我非常期待書中能夠詳細介紹循環平穩理論在機械故障診斷中的應用。例如，當一個軸承的滾道齣現微小的點蝕時，它所産生的周期性衝擊信號，在循環平穩域下會呈現齣怎樣的獨特“麵貌”？書中是否會提供如何計算和解釋這些循環平穩特徵的方法，以及如何將這些特徵與具體的故障模式聯係起來？我尤其希望能看到書中提供一些實際操作的指導，例如如何選擇閤適的循環頻率、如何進行循環譜分析，以及如何基於這些分析結果來做齣診斷決策。這本書的齣現，無疑為我在機械故障診斷領域的研究提供瞭新的方嚮和強有力的理論支持。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對機械工程領域中的信號處理技術深感好奇的學習者，尤其對如何從看似混亂的噪聲中提取齣有價值的故障信息充滿瞭探索的欲望。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的標題，立刻勾起瞭我內心深處的求知欲。我常常在想，很多機械設備在運行過程中，其産生的信號並非完全隨機，而是會因為內部組件的磨損、鬆動、不對稱等原因，産生某種規律性的、周期性的擾動。這些擾動在時域上可能並不明顯，甚至會被強大的背景噪聲所掩蓋。而頻域分析雖然能揭示主要的頻率成分，但對於那些隨時間發生微妙變化的周期性特徵，其捕捉能力也有限。循環平穩理論，這個我之前接觸不多但聽起來非常強大的理論，似乎提供瞭一種全新的視角來理解和分析這類信號。我非常好奇，書中是如何將循環平穩性的數學描述，轉化為一套行之有效的機械故障特徵提取方法的？例如，當一個軸承的滾子齣現輕微損傷時，它産生的周期性衝擊信號，是否可以通過循環平穩分析來提前檢測齣來？又或者，當電機繞組發生局部短路時，電流信號中産生的特定周期性調製，是否能夠被循環平穩譜清晰地識彆？我期待書中能詳細闡述如何計算和解釋這些循環平穩特徵，並提供不同典型機械故障在這些特徵空間中的錶現，甚至希望能有相關的算法實現思路或僞代碼。這本書的齣現，無疑為我理解和掌握先進的機械故障診斷技術提供瞭寶貴的指引，我非常渴望能夠深入學習其中的精髓。

評分☆☆☆☆☆

在機械故障診斷的道路上，我們一直在探索更深層次、更精細的分析方法。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書，恰恰觸及瞭我內心深處一直以來對“信號深層周期性”的探究。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的標題，引起瞭我強烈的興趣，因為它直接點齣瞭“循環平穩理論”這一前沿概念，而這恰恰是我在處理那些包含復雜周期性調製信號時常常遇到的瓶頸。我深知，許多機械故障，如軸承的微小損傷、齒輪的早期磨損，都會在設備的運行信號中留下周期性的痕跡，然而這些痕跡往往被強大的背景噪聲所掩蓋，或者與主信號的周期性成分糾纏在一起，使得傳統的分析方法難以區分。循環平穩理論，是否能夠提供一種“剝離”噪聲，揭示隱藏周期性的數學工具？書中是如何將這一抽象的理論，轉化為一套行之有效的故障特徵提取方法的？我期待書中能夠詳細介紹循環平穩性的核心概念，例如循環頻率、循環周期等，以及它們在描述機械信號周期性變化時的意義。更重要的是，我希望能看到書中如何利用這些概念來構建具體的故障診斷模型，例如，針對特定的故障類型，其循環平穩譜會呈現齣怎樣的獨特“簽名”，以及如何通過分析這些“簽名”來精確地識彆故障。如果書中能夠提供一些實際的案例分析，展示如何在真實的機械設備上應用這些方法，那將對我極具啓發。

評分☆☆☆☆☆

在處理那些具有復雜周期性動態的機械信號時，我常常感到現有工具的局限性。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的標題，如同一盞明燈，照亮瞭我探索新方法的路徑。我一直覺得，許多機械故障並非是瞬間發生的，而是伴隨著設備運行過程中産生的一係列微小但具有周期性的變化。這些變化在時域上可能難以辨彆，即便在頻域也可能被復雜的頻譜所掩蓋。而循環平穩理論，似乎是一種能夠捕捉這種“隱藏的周期性”的強大工具。我迫切想知道，書中是如何將循環平穩性的數學原理，轉化為一套實用的機械故障診斷流程的？書中是否會詳細介紹如何對機械振動、聲發射、電流等信號進行循環平穩分析，以提取齣指示故障發生的特徵？例如，當一個軸承開始齣現微小的磨損時，它所産生的周期性衝擊信號，在循環平穩域下會呈現齣怎樣的特定“指紋”？書中是否會給齣如何識彆和量化這些“指紋”的方法？我特彆期待書中能夠提供一些實際的工程案例，展示如何在真實的機械設備上應用這些循環平穩特徵提取技術，並取得顯著的診斷效果。這本書的齣現，讓我對機械故障診斷的未來充滿瞭信心，我相信它將為我提供一套全新的、更具穿透力的分析手段。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在學術界從事機械動力學和故障診斷研究的學生，我一直在關注領域內的前沿理論和最新進展。《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的齣現，對我來說無疑是一個振奮人心的消息。循環平穩性，這一概念在統計信號處理領域有著舉足輕重的地位，其能夠描述信號中隱藏的周期性統計結構，而這恰恰是許多機械故障信號所具備的重要特性。我非常希望這本書能夠深入淺齣地介紹循環平穩理論的數學基礎，包括其定義、性質以及與傳統統計方法（如平穩性）的區彆。更重要的是，我期待書中能夠詳細闡述如何將循環平穩理論應用於機械故障特徵的提取。例如，針對機械設備中常見的故障類型，如齒輪箱的早期損傷、軸承滾動體的微小缺陷、轉子的動態不平衡等，作者是如何利用循環平穩分析技術來揭示這些故障産生的獨特信號特徵的？書中是否會提供具體的算法流程，例如如何設計和計算循環功率譜密度，以及如何基於這些譜來識彆故障？我尤其希望能夠看到，書中會通過一些具體的數值模擬或實驗數據，來展示循環平穩特徵在故障診斷中的有效性，並與其他現有方法進行比較。這本書的深度和廣度，將直接影響到我未來的研究方嚮和學術視野，我非常期待它能夠為我提供紮實的理論基礎和創新的研究思路。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在機械設備維護一綫工作的技術人員，我每天都要麵對形形色色的機械故障，而故障診斷的準確性和及時性，直接關係到生産效率和設備壽命。我們一直在尋求更先進、更有效的故障診斷方法，來彌補傳統方法的不足。比如，對於一些運行在復雜工況下的鏇轉機械，其振動信號往往疊加瞭多種周期性成分，有時甚至是多個周期性成分的調製，這使得傳統的FFT分析難以準確分辨齣真實的故障源。而《機械故障特徵提取的循環平穩理論及方法》這本書的齣現，讓我看到瞭新的希望。循環平穩性，這個概念聽起來就充滿瞭科學的嚴謹性和強大的分析能力，它能夠描述信號的“周期性統計特性”，這正是我在實際工作中苦苦尋找的關鍵。我非常想瞭解，書中是如何將循環平穩理論應用於機械故障診斷的？書中是否會針對不同的故障類型，如齒輪磨損、軸承損傷、轉子不平衡、皮帶鬆弛等，提供基於循環平穩特徵的診斷方法？例如，對於齒輪嚙閤産生的周期性衝擊，在循環平穩域下會呈現齣怎樣的獨特“簽名”？書中是否會深入講解如何提取和識彆這些“簽名”，並通過案例分析來驗證其有效性？我尤其期待書中能夠提供一些實際操作的指導，例如如何選擇閤適的循環頻率、如何計算循環功率譜密度，以及如何基於這些特徵構建故障分類器。這本書如果能為我們提供一套係統性的、基於循環平穩理論的機械故障診斷框架，那將極大地提升我們診斷的精度和效率。