机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (13): 193-206.doi: 10.3901/JME.260695
刘志亮1, 张潇楠1, 陈志鹏1, 唐瑜君2, 梅松政3, 钟春波2, 顾小明2,3, 左明健1,4
LIU Zhiliang1, ZHANG Xiaonan1, CHEN Zhipeng1, TANG Yujun2, MEI Songzheng3, ZHONG Chunbo2, GU Xiaoming2,3, ZUO Mingjian1,4
摘要: 针对液驱往复式氢气压缩机增压缸振动信号存在同型多源混叠的问题,提出了一种新型自适应分解方法——变分循环冲击模态分解。该方法结合了变分模型和循环冲击模态的特点,通过优化迭代过程,有效地分解了同型多源混叠振动信号,并提取与故障相关的有效信息。变分循环冲击模态分解假设信号中的循环冲击模态及干扰成分的能量集中在有限带宽范围内,并以固定的周期重复出现峰值。通过最小化每个模态的频率和时间中心偏移的L2范数之和,并以每个循环冲击模态的和与原始信号之间的误差为约束条件,实现了同型信号的分解。与传统方法相比,变分循环冲击模态分解能够有效处理同型多源混叠信号,分解出单缸活塞的冲击信号。针对液驱往复式氢气压缩机增压缸诊断指标中故障机理缺失的问题,提出了活塞振动谐波幅值累加和指标,通过提取活塞往复频率及其谐波的幅值,实现了对活塞故障的检测。最后,在液驱往复式氢气压缩机试验平台的测试与分析结果表明,结合活塞振动谐波幅值累加和指标的变分循环冲击模态分解诊断方法具备较强的可行性,并且在准确率和精确度方面优于现有方法,验证了其有效性和先进性。
中图分类号: