【正文】 以全部接收和處理。 圖 3 滾動軸承的振動頻譜 列車常見故障及診斷方法 如上圖 3所示，是滾動軸承在加載運轉(zhuǎn)時的振動信號的功率譜。 ?? ?? mV = L m?互 相 關(guān) 分 析?K ( )xy??m0L傳 感 器 X 傳 感 器 y激 勵 噪 聲y ( t ) x ( t )Vth ( t )列車常見故障及診斷方法 列車常見故障及診斷方法 問題：自相關(guān)函數(shù)的主要應(yīng)用是什么？ 答案：提取信號中的周期性成分 時域分析 ： 只能粗略地回答機(jī)械設(shè)備是否有故障 頻域分析： 能回答故障發(fā)生部位信息 目前頻域分析是機(jī)械故障診斷中用得最廣泛的信號處理方法之一 列車常見故障及診斷方法 頻域分析方法 陳玥彤 列車常見故障及診斷方法 時間（ 橫坐標(biāo) ） 頻率 (橫坐標(biāo) ) 時域 頻域 即把以時間為橫坐標(biāo)的時域信號通過傅里葉變換分解為以頻率為橫坐標(biāo)的頻域信號，從而求得關(guān)于原時域信號頻率成分的幅值和相位信息的一種分析方法 傅里葉變換 列車常見故障及診斷方法 幅度譜分析 直接對采樣所得的時域信號進(jìn)行傅里葉變換，求得關(guān)于該時域信號的頻率構(gòu)成信息 數(shù)學(xué)運算式： x（ t） ： 時域信號（ 振動加速度、速度或位移等一切以 t為自變 量的函數(shù)） X（ f）： 信號的幅度譜 ? ? dttxfX ft2j??????）（列車常見故障及診斷方法 功率譜分析 在頻域中對信號能量或功率分布情況的描述，包括自功率譜和互功率譜 。 ?用來測量一種隨機(jī)干擾的 平均傳遞速度 ： 考慮沿某一方向傳播的某種干擾 ， 當(dāng)我們在此方向上相距 L的兩個測點測量此干擾時 ， 得到兩個信號 ， 用這兩個信號的互相關(guān)函數(shù)即可以識別出干擾傳播的方向和平均傳播的時間 。 根據(jù)線性系統(tǒng)的頻率保持性 ， 只有和激振頻率相同的分量才有可能是 由激振引起的響應(yīng) ，其它分量均視為干擾噪聲 。 ? 它是在噪聲背景下提取有用信息的一個十分有效的手段 。 列車常見故障及診斷方法 自相關(guān)分析測量轉(zhuǎn)速 理想信號 干擾信號 實測信號 自相關(guān)系數(shù) 提取周期性轉(zhuǎn)速成分。 列車常見故障及診斷方法 列車常見故障及診斷方法 自相關(guān)函數(shù)： 定義 ：描述隨機(jī)信號一個時刻與另一個 時刻 的 依賴關(guān)系，即研究 t時刻與 t＋ τ 時 刻兩 個隨機(jī)變量的相關(guān)性， 記作 Rx(τ ) ? ? )()(1l i m0dttxtxTR TTx?? ?? ???自相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用： 判斷信號是否含有周期性成分 列車常見故障及診斷方法 互相關(guān)函數(shù) 定義：描述隨機(jī)信號 x(t)、 y(t)之間的相 關(guān)性的函數(shù)，用 Rxy(τ ）表示： ? ? ? ? ? ? 1l i m 0 dttytxTR TTxy ?? ?? ???列車常見故障及診斷方法 自相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用舉例 R ( ? )?0( a ) 正常狀態(tài)變速箱噪聲信號的自相關(guān)函數(shù) R ( ? )?0( b ) 異常狀態(tài)變速箱噪聲信號的自相關(guān)函數(shù)C630型機(jī)床主軸箱噪聲的自相關(guān)函數(shù) ( a )圖是正常狀態(tài)下噪聲的自相關(guān)函數(shù)，隨著 ?的增大 R(? )迅速趨近于橫坐標(biāo)，說明變速箱的噪聲是隨機(jī)噪聲；相反，在 ( b )圖中，變速箱噪聲的自相關(guān)函數(shù) R( ? )中含有周期分量，當(dāng) ?增大時 R( ? )并不向橫坐標(biāo)趨近，這標(biāo)志著變速箱工作狀態(tài)處于異常。 (數(shù)字信號） 希爾伯特變換 ttxdtxtx????? 1*)()()()(^ ??? ????? 揭示了可實現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)實部與虛部之間的相互信賴關(guān)系，主要用于信號包絡(luò)的提取，奇異點信號的獲取。 ? 拉氏變換還常用于求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。工程上實測的信號往往不滿足此項要求。像這樣的函數(shù)都不能進(jìn)行傅立葉變換。 但絕對可積的條件是比較強(qiáng)的，許多函數(shù)即使是很簡單的函數(shù) (如 單位函數(shù)、正弦函數(shù)、線性函數(shù) 等 )都不滿足這個條件。 列車常見故障及診斷方法 101幅值 米/秒2時間 秒 101幅值 米/秒2時間 秒一些機(jī)械信號（空氣壓縮機(jī)信號： 1 正常、 2彈簧失效） 列車常見故障及診斷方法 0 256 512 768 1024 1 . 51 0 . 501序列點數(shù)幅值 a/mV列車常見故障及診斷方法 信號 分析與處理 技術(shù) 概念 為診斷故障而測得的 信號 多是時間 的 歷程函數(shù) ，為了更充分地 利用 所測信號，有必要從多個側(cè)面來對它進(jìn)行 加工處理 ，這個加工處理的過程就是信號的分析與處理 列車常見故障及診斷方法 傅里葉變換，即從時域到頻域的變換或其逆變換，是頻譜分析的工具。 隨機(jī)信號 ：不能用數(shù)學(xué)表達(dá)式精確描述的信號 ， 可利用數(shù)理統(tǒng)計 和離散數(shù)字處理的方法進(jìn)行分析； 信號的分類 信號分析與處理的方法很多，其基礎(chǔ)是 數(shù)學(xué)變換 。 （ 3） 原始資料的積累困難，真實性不高。 列車常見故障及診斷方法 目前我國開展列車故障診斷的特點 我國機(jī)車車輛制造維修的低水平，特別是可靠性低，對開展機(jī)車車輛故障診斷的迫切性有所提高 （ 1） 國內(nèi)沒有關(guān)于鐵路機(jī)車車輛機(jī)電設(shè)備成功晚上的故障診斷報道。 （ 2）臨修 機(jī)車在機(jī)務(wù)段兩次定檢之間發(fā)生的臨時性修理的故障。 無損探傷技術(shù) 滲透法探傷 磁粉探傷 超聲探傷 列車常見故障及診斷方法 我國鐵路機(jī)車車輛檢修的有關(guān)規(guī)定 機(jī)車車輛失效的規(guī)定 我國標(biāo)準(zhǔn) GB 3187對故障的定義為“產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能，對可修復(fù)產(chǎn)品通常也稱故障。 列車常見故障及診斷方法 溫度狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 某些設(shè)備運轉(zhuǎn)是否正常會在溫度上有明顯的反應(yīng)，根據(jù)溫度值的變化可以了解機(jī)電設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測檢修。 列車常見故障及診斷方法 機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 1. 振動狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 2. 噪聲狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 3. 溫度狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 4. 無損探傷狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 列車常見故障及診斷方法 振動狀態(tài)監(jiān)測檢修技術(shù) 振動診斷 :指對正在運轉(zhuǎn)的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行檢測，測量系統(tǒng)某些選定點上的振幅、頻率、相位、振動的時間歷程和頻譜等參數(shù)，對于非工作狀態(tài)的機(jī)器則需要激振。 列車常見故障及診斷方法 空氣管路部分故障診斷 列車開車與停車都離不開空氣管路系統(tǒng)，對保障鐵路運輸安全、提高哦列車的運行速度與可靠性，都起著十分重要的作用。 列車常見故