Matlab列车信号非平稳分析研究+源程序(3)
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 本论文课题的主要内容
本课题主要是针对列车在运行时所产生的非平稳信号进行分析，由于列车所能产生的非平稳信号的部件过于繁多，因此，本文主要是针对列车的滚动轴承的非平稳性号进行分析。通过运用短时傅里叶变换以及循环平稳的方法，并且结合Matlab软件的仿真编程来对滚动轴承产生的非平稳信号进行直观的分析。本文的主要工作内容如下：
第一章：绪论。主要是对本课题的研究背景及意义进行了解，并且对于国内外相关的非平稳信号分析的发展以及所得到的研究成果进行一定的叙述，为之后的设计进行埋下伏笔。
第二章：列车部件的振动特性。本章是对列车部件的振动特性进行介绍，针对的滚动轴承及轮对的故障特性，而侧重点则是在与滚动轴承上。
第三章：非平稳分析方法。本章是针对非平稳分析的几种方法的介绍，主要是对时频分析方法中的短时傅里叶变换以及循环平稳分析两种方法的介绍，而对于其他的方法进行适当的提及说明。
第四章：算法的实现及分析。本章主要是运用Matlab软件，通过对短时傅里叶变换以及循环平稳的编程对数据信号进行仿真建模分析。
第五章：结论及展望。本章主要是对所得的实验结果的归纳以及对上述所作工作的总结，并且对未来非平稳信号的研究方向进行概述。
2 列车部件的振动特性
机械在运行时，由于旋转部件的不平衡、负载的不均匀、润滑不良等因素，总会伴随着各种振动。由于引起列车非平稳运行的因素很多，其中列车各零部件的异常振动都会产生非平稳信号并引起列车的不平稳运行。列如滚动轴承、轮对等列车中几种比较重要的部件，它们的好坏对于整个列车来说是十分重要的。因此，需要对列车的各部件振动产生的信号来进行分析。
2.1 滚动轴承的基本参数及其振动机理
在如今的高速列车中，其轴承部件一般都选用的是滚动轴承。滚动轴承的结构主要是由：内圈、外圈、保持架以及滚动体四部分组成。其中滚动体是滚动轴承的核心部件，其主要起到滚动以及传递力的作用，同时也有承载的用处。而保持架主要是保护滚动体避免其在运作中损耗过快。
通常滚动轴承的几何参数有如下几种：
工作轴转速n(r/min)；
轴承节径D(mm)：轴承滚动体中心所在圆的直径；
滚形体直径d(mm)：滚动体的平均直径：
接触角 ：滚动体受力方向与内外滚动垂直线的夹角；
滚动体数目Z：滚动体的个数；
滚动轴承故障特征频率的计算公式如下：
内圈旋转频率，即转频：
(2-1)
滚动体上某个固定点通过滚道的频率，即滚形体通过频率：
(2-2)
内圈通过频率：
(2-3)
外圈通过频率：
(2-4)