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平行軸減速機(jī)的振動(dòng)信號(hào)頻域。以上關(guān)于平行軸減速機(jī)及齒輪故障信號(hào)處理和診斷方法的研究，均是基于平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)時(shí)域處理的角度進(jìn)行的。在信號(hào)分析過程中，F(xiàn)系列減速機(jī)終的處理方法還是頻譜分析。在機(jī)械診斷學(xué)領(lǐng)域，所涉及的信號(hào)從統(tǒng)計(jì)意義上講不僅僅是平穩(wěn)的，而常常要遇到非平穩(wěn)瞬變和隨時(shí)間變化明顯的調(diào)制信號(hào)。此類信號(hào)的頻率特征與時(shí)間有明顯的依賴關(guān)系，平行軸減速機(jī)提取和分析這些時(shí)變信息對(duì)機(jī)械診斷意義重大。本節(jié)主要從頻域分析角度來對(duì)F系列減速機(jī)故障信號(hào)進(jìn)行故障信息的提取。
細(xì)化譜 (ZOOM-FFT) 相對(duì)于 FFT 是大改進(jìn)，它有效的避免了相近頻率間的混疊現(xiàn)象，細(xì)化了頻譜，使得故障平行軸減速機(jī)在頻域范圍內(nèi)對(duì)其典型故障頻率的識(shí)別更加有效。本節(jié)對(duì)細(xì)化譜 (ZOOM-FFT) 的功能及優(yōu)點(diǎn)從理論及實(shí)踐上作了充分說明如果把各樣點(diǎn)的數(shù)值，F(xiàn)系列減速機(jī)分別用正弦線連接起來，可能會(huì)連成頻率低的正弦線形狀。在這四種波形中，頻率低于采樣頻率的 1/2 的只有 100Hz 個(gè)波形 。由采樣數(shù)值構(gòu)成的正弦曲線正好與 100Hz 的波形曲線致。這樣，由這四種波形采樣而得到的離散值完全致，根本弄不清是從哪個(gè)波形上采來的，或者說得到的離散值不能唯確定原來的波形，這就是F系列減速機(jī)所謂的頻率混疊問題，即低頻和高頻混疊。產(chǎn)生混疊的原因，是由于采樣間隔過寬。平行軸減速機(jī)高頻信號(hào)的采樣點(diǎn)會(huì)形成個(gè)虛假的低頻信息，混入到低頻成分中而使低頻的分析失真。
由分析可知，在有F系列減速機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換(離散采樣)的數(shù)據(jù)處理中，頻率混疊的現(xiàn)象是必然存在的，不可避免。問題是如何使其影響變得很小，達(dá)到忽略的程度。這主要有兩種措施：
(1) 平行軸減速機(jī)選擇采樣間隔 T 足夠小，即采樣頻率足夠大，這就提高了分析的截止頻率，使得與分析頻率混疊的那些頻率成分推到人們不感興趣的高頻段上去。不存在物理意義.
(2) 在采樣以前先行濾波，使所研究的高平行軸減速機(jī)頻率以上的信息不再包含濾波以后的數(shù)據(jù)中，然后選擇F系列減速機(jī)截?cái)囝l率等于所研究的高頻率，這樣就能得到頻率以下的不產(chǎn)生混疊的結(jié)果。從節(jié)省計(jì)算時(shí)間、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和成本方面來看，第二種措施比第種措施為好。
平行軸減速機(jī)細(xì)化快速博里葉變換 (ZOOM-FFT) 是在 FFT 應(yīng)用中，用以增加F系列減速機(jī)頻譜中某些有限部分上的分辨能力的方法，即“局部放大”的方法。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果的頻率分布是在零赫茲到(奈奎斯特截止頻率)的范圍內(nèi)，頻率分辨率是譜線的條數(shù)(般是原始采樣點(diǎn)數(shù)的半)決定的。而實(shí)際應(yīng)用中常有這種情況，即對(duì)平行軸減速機(jī)整個(gè)頻率范圍內(nèi)的某部分希望有較高的分辨率。而要提高分辨率，或使所得譜的任部分的分辨率增加K倍。只能增加整個(gè)采樣點(diǎn)到KN點(diǎn)，結(jié)果使F系列減速機(jī)整個(gè)譜范圍內(nèi)所有點(diǎn)的頻率分辨率都增加了K倍，而代價(jià)是運(yùn)算次數(shù)亦增加K倍。這對(duì)于較大的K和N是不經(jīng)濟(jì)以致不可能。所謂細(xì)化 (ZOOM)變換即只對(duì)固定某窄帶寬部分進(jìn)行放大，其動(dòng)態(tài)范圍和分辨率都提高了。圖 4.20 表示了這個(gè)概念。http://www.fkla.cn/Products/F77jiansuji.html
細(xì)化譜 (ZOOM-FFT) 相對(duì)于 FFT 是大改進(jìn)，它有效的避免了相近頻率間的混疊現(xiàn)象，細(xì)化了頻譜，使得故障平行軸減速機(jī)在頻域范圍內(nèi)對(duì)其典型故障頻率的識(shí)別更加有效。本節(jié)對(duì)細(xì)化譜 (ZOOM-FFT) 的功能及優(yōu)點(diǎn)從理論及實(shí)踐上作了充分說明如果把各樣點(diǎn)的數(shù)值，F(xiàn)系列減速機(jī)分別用正弦線連接起來，可能會(huì)連成頻率低的正弦線形狀。在這四種波形中，頻率低于采樣頻率的 1/2 的只有 100Hz 個(gè)波形 。由采樣數(shù)值構(gòu)成的正弦曲線正好與 100Hz 的波形曲線致。這樣，由這四種波形采樣而得到的離散值完全致，根本弄不清是從哪個(gè)波形上采來的，或者說得到的離散值不能唯確定原來的波形，這就是F系列減速機(jī)所謂的頻率混疊問題，即低頻和高頻混疊。產(chǎn)生混疊的原因，是由于采樣間隔過寬。平行軸減速機(jī)高頻信號(hào)的采樣點(diǎn)會(huì)形成個(gè)虛假的低頻信息，混入到低頻成分中而使低頻的分析失真。
由分析可知，在有F系列減速機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換(離散采樣)的數(shù)據(jù)處理中，頻率混疊的現(xiàn)象是必然存在的，不可避免。問題是如何使其影響變得很小，達(dá)到忽略的程度。這主要有兩種措施：
(1) 平行軸減速機(jī)選擇采樣間隔 T 足夠小，即采樣頻率足夠大，這就提高了分析的截止頻率，使得與分析頻率混疊的那些頻率成分推到人們不感興趣的高頻段上去。不存在物理意義.
(2) 在采樣以前先行濾波，使所研究的高平行軸減速機(jī)頻率以上的信息不再包含濾波以后的數(shù)據(jù)中，然后選擇F系列減速機(jī)截?cái)囝l率等于所研究的高頻率，這樣就能得到頻率以下的不產(chǎn)生混疊的結(jié)果。從節(jié)省計(jì)算時(shí)間、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和成本方面來看，第二種措施比第種措施為好。
平行軸減速機(jī)細(xì)化快速博里葉變換 (ZOOM-FFT) 是在 FFT 應(yīng)用中，用以增加F系列減速機(jī)頻譜中某些有限部分上的分辨能力的方法，即“局部放大”的方法。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果的頻率分布是在零赫茲到(奈奎斯特截止頻率)的范圍內(nèi)，頻率分辨率是譜線的條數(shù)(般是原始采樣點(diǎn)數(shù)的半)決定的。而實(shí)際應(yīng)用中常有這種情況，即對(duì)平行軸減速機(jī)整個(gè)頻率范圍內(nèi)的某部分希望有較高的分辨率。而要提高分辨率，或使所得譜的任部分的分辨率增加K倍。只能增加整個(gè)采樣點(diǎn)到KN點(diǎn)，結(jié)果使F系列減速機(jī)整個(gè)譜范圍內(nèi)所有點(diǎn)的頻率分辨率都增加了K倍，而代價(jià)是運(yùn)算次數(shù)亦增加K倍。這對(duì)于較大的K和N是不經(jīng)濟(jì)以致不可能。所謂細(xì)化 (ZOOM)變換即只對(duì)固定某窄帶寬部分進(jìn)行放大，其動(dòng)態(tài)范圍和分辨率都提高了。圖 4.20 表示了這個(gè)概念。http://www.fkla.cn/Products/F77jiansuji.html
