基于广义局部频率的大型往复压缩机组多源冲击振动时频故障特征研究

振动信号时频分析是旋转机械故障特征提取的重要手段，但是，对于往复压缩机组多源冲击复杂振动信号，传统的时频分析方法难以提取其有效的故障特征。本项研究试图突破全局频率与瞬时频率两种极端性概念的局限性，提出更具适用性的广义局部频率新概念，赋予多源冲击振动信号有明确物理意义的频率内涵，以便从多源冲击振动信号时频故障特征更加高效地提取信息。进而，从广义局部频率概念出发，探索更适于从往复压缩机组多源冲击振动信号提取时频故障特征的新方法，使新的时频分析方法能全面揭示大型往复压缩机组多源冲击振动信号的内在规律和本质特征，为大型往复压缩机组故障诊断提供更加丰富的故障特征信息，提高往复压缩机组故障特征的准确性和鲁棒性。通过本项研究，可为提取复杂设备故障特征信息提供理论基础和科学依据，具有重要的理论意义和广泛的应用价值。

在深入研究往复压缩机多源冲击振动信号波形特征的基础上，从不同角度提出了三种广义局部频率定义方法，对其理论化描述及其适用性问题进行了研究。随后结合信号自适应分解理论，提出了两种广义局部频率时频定义方法和信号自适应消噪方法。系统研究了多源冲击振动信号各种尺度广义局部频率成分的提取及能量表达方法，并以Duffing典型非线性动力系统为例，对基于广义局部频率的非线性时间序列频域特征提取方法进行了研究，对非平稳信号提取的广义局部频率时频特征进行了Lempel-Ziv复杂测度分析，实现了对非平稳信号时频特征的定量描述。在研究多源冲击振动信号新的时频分布构造方法方面，对广义局部频率时频构造方法进行了数学描述并研究了其适用性，提出了基于广义局部频率的多源冲击振动信号时频分解与重构方法。在应用方面，对往复压缩机组典型故障特征提取问题进行了研究。本研究成果在理论及实用性方面具有先进性，可为往复压缩机故障特征信息提取提供理论基础和科学依据，具有重要的潜在应用价值。