基于ReliefF和DBN的齿轮箱故障模式识别方法研究

考虑到齿轮箱中齿轮和轴承等零部件振动信号故障特征难以提取,故障模式无法准确识别的问题,提出了一种将齿轮箱振动信号特征利用Relief F算法进行降维,然后利用深度置信网络进行模式识别的分类方法。首先采用变分模态分解算法对齿轮箱振动信号进行预处理,将信号分解成多个包含故障特征的IMF分量;计算每个IMF分量的时域及能量熵特征,运用Relief F算法选取其中的敏感特征以降低原始特征维度;将敏感特征向量输入到深度置信网络中,实现故障类型的模式识别。实验结果表明,使用降维后的特征向量比使用降维前的特征向量,识别准确率更高。     

混合特征量提取与FCM聚类在轴承故障模式识别中的应用

信号的特征提取是轴承故障诊断的关键所在,项目小组针对机械系统的非平稳、非线性特性,利用自适应时频分析方法——局部均值分解(Local Mean Decomposition,简称LMD)方法,同时提取信号LMD分解后的PF分量的能量、时域特征指标、近似熵作为混合特征向量,可以分别从信号的不同特征来描述轴承系统的故障信息。实验结果证明:故障识别采用FCM聚类算法,聚类效果好;将混合多特征量提取与FCM聚类算法应用于轴承故障模式识别中,可以有效进行轴承故障诊断。     

基于EEMD多尺度模糊熵与BP神经网络的滚动轴承故障表征诊断

针对滚动轴承故障振动时间序列非线性与非平稳性特征,提出一种基于多尺度模糊熵的滚动轴承故障诊断方法。首先通过集合经验模态分解对故障振动信号进行自适应分解;根据得到固有模态函数分量(IMF)求取相应的多尺度模糊熵;在此基础上以EEMD多尺度模糊熵作为故障特征输入到BP神经网络中进行学习和分类。实验结果表明该方法能够实现对轴承的内圈、外圈及滚动体三种故障类型的诊断,准确率达到了99. 5%。     

基于EEMD与SVM的滚动轴承故障诊断分析

针对滚动轴承故障振动信号的非平稳与非线性的特点,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)指标能量的滚动轴承故障诊断分析方法。首先利用集合经验模态分解对滚动轴承故障振动信号进行降噪处理,提取故障振动信号能量特征,在此基础上构建相应的故障特征向量;然后通过SVM对滚动轴承故障进行分类,从而实现了对滚动轴承不同故障的有效诊断。     

基于集合经验模态分解和支持向量机的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承振动信号的非线性、非平稳特征及强噪声特性,提出了一种基于集合经验模态分解和支持向量机的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先对原始信号进行集合经验模态分解,将其分解为若干个固有模态分量,利用固有模态分量构造初始特征向量矩阵,然后对初始特征向量矩阵进行奇异值分解,计算奇异谱,将奇异谱作为特征向量,送入支持向量机训练、识别。分析结果表明,与经验模态分解相比,集合经验模态分解能有效解决模态混叠问题,从而准确、有效地提取滚动轴承的故障特征。     

基于神经网络的柴油机故障诊断

本文分三种工况,在X4105BD2型柴油机缸盖、缸壁上测取了柴油机燃油系统正常工作状态和五种故障状态下的振动信号。对这些振动信号提取时域特征参数,把这些时域特征参数作为故障征兆向量,研究柴油机BP神经网络故障诊断方法。     

EMD在路面不平度信号趋势项中的应用

为准确计算路面不平度功率谱估计,需要提取信号中的趋势项。提出一种基于相关系数矩阵判断准则的经验模态分解去除趋势项的方法。利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)将信号分解为一系列固有模态分量及余项,通过分析余项和趋势项的差别,依据相关系数矩阵判断某一固有模态分量是否属于趋势项。仿真信号和实测路面不平度信号处理结果证明,基于相关系数矩阵判断准则的经验模态分解去除趋势项方法具有更高的精度和可靠性。     

基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断

利用LabVIEW构建了基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断系统。用490BPG型发动机在转速为1200r/min、无负荷时进行了试验研究,采用经验模式分解EMD方法对气门振动信号进行分解,对分解得到的前4个固有模态函数IMF分别求其关联维数,将IMF1-IMF4的关联维数作为神经网络的输入向量,用4种工况的80组样本训练了内燃机气门故障诊断系统的网络模型。试验结果表明,20组测试样本的测试结果均与实际状况相一致,诊断准确率为100%,该系统能快速准确地识别内燃机气门间隙故障。     

基于改进二叉树支持向量机的离心泵工况识别方法

为保证离心泵的安全高效运行,需要对离心泵的运行工况进行识别研究.首先,使用测试函数对比研究了经验模态分解、集合经验模态分解和互补集合经验模态分解3种振动信号特征提取方法,基于性能最优的特征提取方法提取不同工况下运行的离心泵振动信号特征数据.然后,对支持向量机模型进行改进,提出了一种使用k-means聚类算法优化的二叉树支持向量机模型,并将改进模型应用到离心泵4种不同运行工况的识别中.同时,使用其他2种多分类支持向量机模型作为对比.研究结果表明:3种特种提取方法中,互补集合经验模态分解无模态混叠迹象性,噪声干扰小,性能表现更好;改进支持二叉树向量机模型分类准确率可达82.17%,对设计的4种工况具有很好的分类效果;改进支持二叉树向量机模型结构简单,训练时间短,实时性好,综合性能优于其他2种模型.     

微分经验模态分解和能量矩阵相结合的水电机组故障信号预处理方法研究

针对经验模态分解方法在处理水电机组振动这类由多重信号和噪声耦合的信号时出现的模态混叠现象,提出了一种微分经验模态分解和能量特征相结合的水电机组故障信号预处理方法.通过微分经验模态算法对信号进行分解,接着构造各阶微分信号能量矩阵,通过能量矩阵可以筛选出有效的分量.仿真试验表明微分经验模态分解能有效的避免模态混叠效应,使用...     

基于EMD和Teager能量的滚动轴承故障诊断

对滚动轴承故障信号进行Teager能量谱分析是一种有效的方法,但是Teager能量算子使用对象为单分量信号.根据EMD （Empirical Mode Decomposition）能够自适应地把信号分解成单分量调制信号IMF（Intrinsic Mode Function）的特点,提出了一种基于EMD和Teager能量的故障诊断方法.通过对EMD分解出的与原信号互相关系数最大的分量作Teager能量谱分析进行诊断.分析了滚动轴承故障实验信号,并与信号的直接Teager 能量谱作了比较,验证了该方法的有效性.     

基于EEMD的农机轴承故障诊断

针对经验模式分解(EMD)在非线性信号处理中存在的模态混叠问题,本研究采用了总体经验模式分解(EEMD)方法对农机中的轴承进行故障诊断。将农机轴承故障信号加入随机白噪声构成总体信号再进行EMD分解,然后对分解所得的固有模态函数(IMF)做包络谱分析,在包络谱中清晰地显示出了轴承故障特征。实验结果表明,避免了模态混叠现象的产生,是一种有效的农机轴承故障诊断方法。     

基于经验模态分解和Duffing振子的轴承故障诊断

针对齿轮箱轴承振动信号故障信息容易被噪声淹没,且具有非线性、非平稳特性的问题,提出了基于经验模态分解（EMD）和Duffing振子的轴承故障诊断方法。首先对原始振动信号进行经验模态分解,找到包含轴承故障信息的固有模态函数（IMF）,然后利用Duffing振子的分岔图找到混沌振子相轨迹发生变化的内部激励力分界值,并将Duffing 振子的内部激励力频率设定为轴承故障特征频率,最后从混沌振子输出相轨迹的变化来检测齿轮箱轴承故障信息。实验结果表明,基于EMD和Duffing振子的故障诊断方法能够检测轴承故障信息。     

基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断

利用LabVIEW构建了基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断系统。用490BPG型发动机在转速为1 200 r/min、无负荷时进行了试验研究，采用经验模式分解EMD方法对气门振动信号进行分解，对分解得到的前4个固有模态函数IMF分别求其关联维数，将IMF1～IMF4的关联维数作为神经网络的输入向量，用4种工况的80组样本训练了内燃机气门故障诊断系统的网络模型。试验结果表明，20组测试样本的测试结果均与实际状况相一致，诊断准确率为100%，该系统能快速准确地识别内燃机气门间隙故障。     

基于SVD-CWT和CNN的水轮发电机转子故障识别

水轮发电机转子振动故障识别是水电站运维的重难点问题,为此提出一种基于转子振动信号的故障识别方法。首先针对发电机转子的非平稳和非线性振动信号,采用奇异值分解（SVD）并结合能量差分谱理论进行降噪预处理;对预处理数据使用连续小波变换（CWT）转换为时频图并形成图像数据集;然后将该图像数据集作为卷积神经网络（CNN）输入,通过CNN多层池化及卷积形成分布式故障特征表达,最终实现发电机转子故障模式识别和分类。经实验验证,该方法准确率达到99.5%以上,能有效识别出发电机转子的故障类型。     

串联电池组接触故障诊断方法研究

故障诊断在保障电动汽车安全运行中起着至关重要的作用。针对串联电池组接触故障,提出一种基于自适应白噪声的完整经验模态分解（CEEMDAN）和模糊熵结合的串联电池组接触故障诊断方法。首先通过CEEMDAN分解电池电压信号,提取有效故障特征,然后计算移动窗口下故障特征的模糊熵,最后通过设计的故障识别策略进行实时故障诊断。仿真与实验结果表明,该算法可以准确识别串联电池组不同严重程度的接触故障,具有良好的实时性与稳定性。     

基于一维卷积神经网络与近似熵特征融合的水电机组故障诊断

针对水电机组振动信号存在非平稳和非线性,单一特征提取难以实现高精度故障诊断问题,提出了一种基于卷积神经网络和近似熵特征融合的故障诊断方法。利用卷积神经网络提取振动信号特征;EEMD与近似熵构建信号特征向量,将两种方法提取的状态特征融合构建融合特征向量;进一步,将融合特征作为输入、故障类别作为输出,训练BP神经网络得到水电机组故障识别器,识别水电机组运行状态,即正常或具体故障类型。结合转子实验台实验数据,验证了所提方法在挖掘信号特征方面的有效性及较高的故障诊断准确率。     

基于变分模态分解和复杂度分析的水电机组振动信号特征提取

目前大型水电机组通常安装有状态监测系统可记录机组的振动数据,而如何从海量的数据中提取出机组的故障特征是水电机组故障诊断的难点和热点。提出了一种基于变分模态分解和复杂度分析的振动信号特征提取方法,该方法首先对降噪后的振动信号进行变分模态分解,再结合复杂度算法求得各模态分量的复杂度值,得到以各模态分量复杂度值为元素的反映机组故障信息的特征向量,最后利用支持向量机对特征向量进行分类。试验结果表明:基于变分模态分解与复杂度分析的特征提取方法对水电机组不同运行状态具有较好的区分度,是一种有效的振动信号特征提取方法。     

基于EMD和Multi-fractal spectrum的BP水机故障诊断

为了准确判断水轮机组的故障,提高水轮机组诊断的精确性,建立了EMD-Multi-fractal spectrum和改进BP神经网络相结合的机组振动故障诊断模型.选取水轮发电机组不同工况下的轴系正常、轴承油膜涡动、转子部件不平衡、转子不对中等状态,采集各状态下的振动信号.经过经验模态分解得到振动信号波各种故障信号的EMD分量,根据信号波形趋势图由EMD系数提取出波形样本,再由多重分形谱算法提取波形样本的特征值alpha(q), f(q),将该特征向量作为BP神经网络的输入进行分类识别.将训练好的神经网络应用于全部样本,得到测试正确率为100%.该模型用波形提取信号特征代替了传统的频谱特性,并结合先进的多重分形谱进行诊断识别,为水轮发电机组故障诊断提供了一种新的思路.应用信号采集于水电厂运行的水轮机,根据诊断的结果对轴系各个部件进行局部校正,通过检测发现振动和摆度都大大减弱.该方法提高了检测精度,增强了人机交互性,具有重要的理论意义和实用价值.     

基于VMD-MRMR-LSTM的铣刀磨损预测

针对机械加工过程中刀具磨损状态的预测精度低问题,提出一种基于VMD-MRMR-LSTM的刀具磨损预测方法.首先,通过Kistler测力仪、振动传感器采集刀具铣削过程中的力、振动信号;其次,对信号进行变分模态分解和时域统计提取时域、频域特征,利用最大相关最小冗余法筛选出最优特征子集;最后,对特征子集中的每个特征序列搭建长...