齿轮箱早期故障精细诊断技术——分数阶傅里叶变换原理及应用

本书主要介绍了齿轮箱早期故障精细诊断技术，通过分析齿轮箱瞬变工况下非稳态振动信号，实现早期故障不解体诊断，对避免重大事故、减小经济损失具有重要意义。

本书将分数阶傅里叶变换的独特优势与齿轮箱瞬变工况故障诊断的实际特点紧密结合，以齿轮箱变转速过程壳体振动信号为研究对象，以分数阶傅里叶变换为技术基础，按照“目标分离—噪声抑制—特征增强&rdquo

目录
- 前辅文
- 第一篇分数阶傅里叶变化及瞬变工况故障诊断基础
  - 第1章绪论
    - 1.1 分数阶傅里叶变换的发展及应用现状
      - 1.1.1 分数阶傅里叶变换的发展
      - 1.1.2 分数阶傅里叶变换的特点
      - 1.1.3 分数阶傅里叶变换在信号处理中的应用
    - 1.2 变速器瞬变工况故障诊断
      - 1.2.1 瞬变工况故障诊断意义
      - 1.2.2 瞬变工况故障诊断方法
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第2章分数阶傅里叶变换的基本理论
    - 2.1 分数阶傅里叶变换定义与性质
      - 2.1.1 基本定义
      - 2.1.2 主要性质
    - 2.2 分数阶算子及分数阶变换
      - 2.2.1 分数阶算子
      - 2.2.2 分数阶变换
    - 2.3 分数阶傅里叶变换的数值计算
      - 2.3.1 数值计算方法简介
      - 2.3.2 Ozaktas 采样型算法
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第3章齿轮与轴承常见故障机理分析
    - 3.1 齿轮常见故障机理分析
      - 3.1.1 齿轮常见故障及原因
      - 3.1.2 齿轮振动信号特征
    - 3.2 轴承常见故障机理分析
      - 3.2.1 轴承常见故障及原因
      - 3.2.2 轴承振动信号特征
    - 3.3 瞬变工况信号采集
      - 3.3.1 非稳态信号采集系统
      - 3.3.2 变速器实验装置与故障设置
    - 3.4 瞬变工况信号重复性分析
      - 3.4.1 阶比分析原理
      - 3.4.2 稳健阶比分析原理
      - 3.4.3 重复性分析
    - 本章小结
    - 参考文献
- 第二篇分数阶域目标分离
  - 第4章单阶分数阶滤波
    - 4.1 有转速计单阶分数阶滤波
      - 4.1.1 单阶分数阶滤波原理
      - 4.1.2 单阶分数阶滤波参数确定
      - 4.1.3 齿轮故障诊断应用
      - 4.1.4 轴承故障诊断应用
    - 4.2 无转速计单阶分数阶滤波
      - 4.2.1 无转速计FRFT 滤波存在的问题
      - 4.2.2 基于LMD 确定FRFT 阶次原理
      - 4.2.3 基于LMD 确定阶次的FRFT 滤波实现
      - 4.2.4 齿轮故障诊断应用
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第5章基于转速自适应分段的多阶分数阶滤波
    - 5.1 多阶分数阶滤波原理
    - 5.2 基于转速自适应分段的多阶FRFT 滤波
      - 5.2.1 基于转速信号进行自适应分段
      - 5.2.2 基于转速信号确定FRFT 最佳阶次
      - 5.2.3 算法实现与验证
    - 5.3 齿轮故障诊断应用
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第6章基于稀疏信号分解的无转速计多阶FRFT 滤波
    - 6.1 基于FRFT 的多尺度线调频基稀疏信号分解
      - 6.1.1 基于多尺度线调频基的稀疏信号分解原理
      - 6.1.2 基于FRFT 的多尺度线调频基稀疏信号分解方法
      - 6.1.3 性能分析
      - 6.1.4 应用实例
    - 6.2 基于稀疏信号分解的多阶FRFT 滤波
      - 6.2.1 多阶FRFT 自适应滤波存在的问题
      - 6.2.2 基于稀疏信号分解的多阶FRFT 自适应滤波
      - 6.2.3 仿真分析
      - 6.2.4 应用实例
      - 6.2.5 有效性分析
    - 6.3 基于稀疏信号分解和分段拟合积分逼近的无转速计阶比分析
      - 6.3.1 无转速计阶比分析原理及存在的问题
      - 6.3.2 基于稀疏信号分解和分段拟合积分逼近的无转速计阶比原理
      - 6.3.3 仿真分析
      - 6.3.4 应用实例
    - 6.4 齿轮早期故障特征提取
    - 本章小结
    - 参考文献
- 第三篇噪声抑制
  - 第7章基于FRFT 滤波的高阶谱与高阶累积量
    - 7.1 高阶累积量与高阶谱原理
      - 7.1.1 高阶累积量
      - 7.1.2 高阶谱
    - 7.2 基于FRFT 滤波的单分量阶比双谱
      - 7.2.1 阶比双谱定义及交叉项分析
      - 7.2.2 基于FRFT 滤波的单分量阶比双谱算法
      - 7.2.3 单分量阶比双谱消除实测信号交叉项
      - 7.2.4 齿轮早期故障特征提取
      - 7.2.5 有效性分析
    - 7.3 基于FRFT 滤波的四阶累积量切片谱
      - 7.3.1 四阶累积量切片谱
      - 7.3.2 基于FRFT 滤波的四阶累积量切片谱算法
      - 7.3.3 齿轮故障特征提取
      - 7.3.4 普适性分析
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第8章分数阶聚能带时频累加谱
    - 8.1 信号的时频分布
      - 8.1.1 时频表示的基本概念
      - 8.1.2 时频分布的一般理论
      - 8.1.3 Wigner--Ville 分布
      - 8.1.4 模糊函数
      - 8.1.5 Cohen 时频分布
      - 8.1.6 时频分布比较分析
    - 8.2 重排Gabor 时频分析原理
    - 8.3 多分量LFM 信号时频分析存在的两个问题
    - 8.4 分数阶聚能带时频谱及累加谱分析
      - 8.4.1 分数阶聚能带时频谱分析
      - 8.4.2 分数阶聚能带时频累加谱分析
    - 8.5 齿轮早期故障特征提取及有效性分析
      - 8.5.1 齿轮早期故障特征提取
      - 8.5.2 有效性和可靠性分析
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第9章基于FRFT 滤波的全息阶比谱
    - 9.1 全息谱原理与离散实现
      - 9.1.1 二维全息谱
      - 9.1.2 二维全息谱的离散实现
    - 9.2 基于FRFT 滤波的稳健全息阶比谱分析原理与分析步骤
      - 9.2.1 基于FRFT 滤波的稳健全息阶比谱原理
      - 9.2.2 基于FRFT 滤波的稳健全息阶比谱分析步骤
    - 9.3 齿轮早期故障特征提取
      - 9.3.1 FRFT 滤波提取单测点特征
      - 9.3.2 啮合阶比分量的SHOS--FF 分析
      - 9.3.3 调制阶比分量的SHOS--FF 分析
      - 9.3.4 有效性分析
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第10章倒阶次谱分析
    - 10.1 倒频谱与倒阶次谱原理
      - 10.1.1 倒频谱
      - 10.1.2 倒阶次谱
    - 10.2 LMD 倒阶次谱分析与轴承特征提取
      - 10.2.1 LMD 倒阶次谱
      - 10.2.2 轴承外圈剥落故障诊断实例
      - 10.2.3 轴承内圈剥落故障诊断实例
    - 10.3 Teager 能量增强倒阶次谱与轴承特征提取
      - 10.3.1 Teager 能量算子增强倒阶次谱原理
      - 10.3.2 诊断实例
    - 本章小结
    - 参考文献
- 第四篇特征增强
  - 第11章极坐标角 -- 频分布与对称极坐标
    - 11.1 极坐标角 -- 频分布方法与齿轮磨损故障特征提取
      - 11.1.1 极坐标角 -- 频分布原理及特征提取
      - 11.1.2 BP 神经网络
      - 11.1.3 变速箱齿轮磨损故障实例分析
    - 11.2 对称极坐标方法与齿轮磨损故障特征提取
      - 11.2.1 对称极坐标表示方法及分类识别
      - 11.2.2 齿轮磨损故障诊断举例
    - 本章小结
    - 参考文献
  - 第12章 Teager 能量算子与极坐标级联增强
    - 12.1 方法原理
      - 12.1.1 极坐标时频特征增强
      - 12.1.2 Teager 能量算子
      - 12.1.3 基于Teager 能量算子的极坐标时频特征增强
    - 12.2 EPTFT 仿真分析
      - 12.2.1 单调制分量信号EPTFT 分析
      - 12.2.2 多调制分量信号EPTFT 分析
    - 12.3 轴承早期故障特征提取
    - 12.4 有效性评价分析
      - 12.4.1 轴承特征参数选择与有效性准则
      - 12.4.2 极坐标增强有效性分析
      - 12.4.3 OED 方法有效性评价分析
    - 本章小结
    - 参考文献

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