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摘要
齿轮故障信号具有典型的调制特征，其各个频率分量的瞬时频率轨迹具有成比例特征；同时，传统的时频方法存在时频能量集中度低、弱分量信号被淹没的问题。为此，提出了一种频率成比例重分配线性Chirplet变换(PFSRLCT)的时频分析方法。首先，修改了线性Chirplet变换，利用新的核函数来匹配信号的瞬时频率轨迹，以获得时频域表示，利用脊线搜索方法提取了时频脊线；然后，利用时频脊线和狄拉克函数构造了同步重分配算子，对所得到的时频结果进行了重分配，进一步提高了时频能量集中度；最后，利用模拟信号验证了PFSRLCT方法的有效性，并将其与其他方法进行了比较；此外又将该方法应用于实际齿轮箱故障信号的诊断，从所得到的时频结果中可以清楚地分辨出啮合频率fm及其谐波和边频带，所诊断出的故障类型与预设故障类型符合，验证了该方法的适用性。研究结果表明：PFSRLCT在处理具有瞬时频率轨迹成比例特征的信号时，显示出了良好的性能，在信噪比为-2 dB～10 dB时，所得的频率估计误差均小于0.01,在信噪比为-1 dB时，所得Rényi熵仅为4.745 1,均明显小于其他方法，证明该方法的噪声鲁棒性相较于其他方法更强，能量集中度更高；同时，该方法应用于实际齿轮故障信号时，所得Rényi熵仅为3.069 8,明显低于其他方法，说明其可以获得更高的时频能量集中度，具有更好的表现能力。
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单位郑州机械研究所有限公司
