稀疏减噪在部件失误判定中的运用

　　选择小波库(Symmlet-8小波)和Heaviside库的合并库为原子分解的库结构，且Kp=2log(p)/2.图3为基追踪降噪后的两个模拟脉冲信号。对比和冲信号，降噪效果相当好。这一点特别有利于机械故障诊断，因为机械系统出现故障时，机器的振动信号往往表现为脉冲冲击，而且这种脉冲冲击常被强背景噪声淹没。

　　齿轮故障诊断应用变速箱作为机械设备的传动部分，担负着传递动力的重要使命，在工业生产中得到广泛的应用。

　　试验在LC5T81型汽车变速箱上进行，该变速箱有5个前进档和1个倒档，用于中型货车。在三档负载工况下，对该变速箱进行疲劳试验，试验分5个循环往复进行，每个循环的试验时间为15h，每隔一定的时间测取一组数据，在进行到第5个循环时三档齿轮断裂。本文用到的数据是在三档齿轮刚刚断裂之前测取的，采样频率为2kHz。

　　强的背景噪声，难以看到周期性的脉冲信号;(b)为该信号的功率谱，在500Hz处能量大，这正是三档齿轮的啮合频率。230Hz至300Hz之间也有较高能量分布;640Hz的高频处也有较高能量。

　　仍然选择小波库和Heaviside库的合并库为原子分解的库结构，且Kp=62log(p)。(a)为基追踪降噪后的时域波形，可以清楚地看到周期出现的脉冲信号，且出现周期为54ms。因此，通过对变速箱箱体振动信号的基追踪降噪，就可以确定变速箱三档齿轮出现了断齿故障。(b)为降噪后信号的功率谱，可以看到500Hz的啮合频率成分和640Hz的高频成分被去掉了，而保留了230Hz至300Hz的频率成分。这说明基追踪降噪方法可以有效抑制很强的齿轮啮合噪声和高频噪声的干扰，而保留断齿故障脉冲信号，为齿轮断齿故障诊断提供了一种新手段。同时也表明，变速箱齿轮断齿故障的特征频带是230～300Hz。对于不同的齿轮故障，可以选择不同的合并库，通过基追踪降噪来提取相应的齿轮故障特征信息，以达到故障诊断的目的。该方法同样适合于具有强噪声干扰的其他机械设备的故障诊断。

　　结论本文根据机械设备产生故障时振动信号含有脉冲冲击的特点，提出采用基追踪降噪方法提取淹没在噪声中的故障脉冲信号的方法。为齿轮的故障诊断提供了一种新方法。通过选择不同的合并库，该方法同样适合于具有强噪声干扰的其他机械设备的故障诊断。