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Logistic回归模型在机床刀具可靠性评估中的应用 被引量:35
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作者 陈保家 陈雪峰 +3 位作者 李兵 曹宏瑞 改改 何正嘉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第18期158-164,共7页
刀具系统作为数控装备的一个重要部件,其可靠性必然会影响到整个装备系统的加工效率和稳定性。为有效地识别刀具磨损状态,降低生产成本,保证加工质量,提出一种基于Logistic回归模型的可靠性评估方法。通过试验在线测取车刀加工过程中的... 刀具系统作为数控装备的一个重要部件,其可靠性必然会影响到整个装备系统的加工效率和稳定性。为有效地识别刀具磨损状态,降低生产成本,保证加工质量,提出一种基于Logistic回归模型的可靠性评估方法。通过试验在线测取车刀加工过程中的振动信号和刀具磨损数据,利用小波包分解、时域统计和相关分析,提取刀具磨损的特征频带和显著能量、时域特征指标,结合刀具状态信息,建立Logistic可靠性评估模型,准确地估计出实际使用刀具的可靠度指标和失效时间,对于变化的失效阈值,评估模型同样有效。该方法将设备运行状态信息引入到性能评估和可靠性分析当中,更能反映设备的时间动态特性,且不需要对设备失效过程和分布函数作过多假设。 展开更多
关键词 LOGISTIC回归模型 刀具 可靠性评估 小波包分解 相关分析
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基于改进MP的稀疏表示快速算法及其滚动轴承故障特征提取应用 被引量:24
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作者 王林 改改 +3 位作者 高冠琪 周菲 杨思远 朱忠奎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期176-182,共7页
在恒定转速情况下,旋转机械中滚动轴承的局部故障往往导致周期性冲击,从而产生周期性瞬态振动信号。对局部故障的瞬态特征提取一直是故障检测的关键问题。基于匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法的稀疏分解是一种信号自适应分解算法,是... 在恒定转速情况下,旋转机械中滚动轴承的局部故障往往导致周期性冲击,从而产生周期性瞬态振动信号。对局部故障的瞬态特征提取一直是故障检测的关键问题。基于匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法的稀疏分解是一种信号自适应分解算法,是强噪声背景下微弱特征提取的有效方法之一。针对滚动轴承故障振动信号稀疏表示过完备字典的选择与构造问题,基于相关滤波法优选与冲击波形匹配的Laplace小波原子构造稀疏表示中的过完备字典;针对基本匹配追踪算法计算量大、效率低的问题,结合FFT快速运算特性,通过互相关运算替换基本匹配追踪算法中的内积运算,研究基于改进MP的稀疏表示快速算法,进而提高计算效率。仿真与滚动轴承故障实验分析结果表明该算法能准确的提取滚动轴承故障特征且计算效率高。 展开更多
关键词 滚动轴承 匹配追踪 字典构造 FFT 特征提取
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瞬态成分Laplace小波稀疏表示及其轴承故障特征提取应用 被引量:20
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作者 樊薇 李双 +3 位作者 改改 沈长青 黄伟国 朱忠奎 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第15期110-118,共9页
机械系统中轴承局部故障会导致振动信号中出现瞬态冲击响应成分,可通过对瞬态成分的分析与提取实现故障特征的提取。稀疏表示是强背景噪声下微弱特征提取的有效方法之一,在信号稀疏表示理论的基础上,针对冲击响应信号的特点,提出其在Lap... 机械系统中轴承局部故障会导致振动信号中出现瞬态冲击响应成分,可通过对瞬态成分的分析与提取实现故障特征的提取。稀疏表示是强背景噪声下微弱特征提取的有效方法之一,在信号稀疏表示理论的基础上,针对冲击响应信号的特点,提出其在Laplace小波基底下的稀疏表示,并应用于轴承局部弱故障状态下振动信号中瞬态冲击成分的提取。在选定匹配基底函数的前提下,运用分裂增广拉格朗日收缩算法求解基追踪去噪(Basis pursuit denoising,BPD)问题,将信号中的瞬态冲击成分转化为一系列稀疏表示系数,实现强背景噪声下弱特征的有效提取。仿真信号和轴承微弱故障下的特征提取表明提出的方法能有效地检测和提取强背景噪声下的微弱故障。 展开更多
关键词 轴承故障诊断 稀疏表示 Laplace小波 基底函数 特征提取
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利用设备响应状态信息的运行可靠性评估 被引量:14
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作者 改改 陈雪峰 +2 位作者 陈保家 李兵 何正嘉 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期108-113,共6页
为了保障关键设备的运行安全可靠,以克服经典的可靠性分析方法难以评估单台运行设备可靠性的不足,提出了一种利用设备响应状态信息的运行可靠性评估方法.该方法利用设备响应状态信息,应用小波包分析和距离评估技术,提取并优选反映设备... 为了保障关键设备的运行安全可靠,以克服经典的可靠性分析方法难以评估单台运行设备可靠性的不足,提出了一种利用设备响应状态信息的运行可靠性评估方法.该方法利用设备响应状态信息,应用小波包分析和距离评估技术,提取并优选反映设备运行状态的敏感特征指标,然后结合比例协变量模型,给出基本响应协变量函数的定量计算方法,从而建立了设备的可靠性评估模型,实现了设备的运行可靠性评估.该方法通过特征优选将敏感响应协变量特征指标引入到设备可靠性评估中,实现了基本响应协变量函数的准确定量计算及设备运行可靠性的有效评估.将该方法应用到数控机床刀具的可靠性分析中,有效地评估了数控机床刀具的运行可靠性,并验证了提出方法的合理性和有效性. 展开更多
关键词 响应状态信息 比例协变量模型 运行可靠性评估
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基于小波基稀疏信号特征提取的轴承故障诊断 被引量:11
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作者 樊薇 李双 +3 位作者 改改 沈长青 黄伟国 朱忠奎 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期972-980,共9页
轴承弱故障振动信号中的瞬态成分极易被强背景噪声湮没而无法及时检测,结合稀疏表示原理提出一种基于小波基的稀疏信号特征提取方法,从而实现信号中瞬态特征成分的提取。通过构建原始信号瞬态成分稀疏表示模型,对原始信号采用相关滤波... 轴承弱故障振动信号中的瞬态成分极易被强背景噪声湮没而无法及时检测,结合稀疏表示原理提出一种基于小波基的稀疏信号特征提取方法,从而实现信号中瞬态特征成分的提取。通过构建原始信号瞬态成分稀疏表示模型,对原始信号采用相关滤波法获取最优小波原子,并构建最优冗余小波基底,实现小波基与信号故障特征的最优匹配;设计二次严格凸函数并运用优化最小(Majorization Minimization,MM)算法求解模型中的目标函数,将信号中的瞬态冲击成分转化为稀疏表示系数,实现强背景噪声下弱特征的有效提取。仿真信号及轴承微弱故障试验验证了该方法能有效地检测和提取强背景噪声下的微弱瞬态成分。 展开更多
关键词 故障诊断 轴承 稀疏表示 MM算法 瞬态成分
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轴向运动功能梯度粘弹性梁横向振动的稳定性分析 被引量:10
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作者 刘金建 改改 +2 位作者 谢锋 黄伟国 李成 《动力学与控制学报》 2016年第6期533-541,共9页
基于Euler梁理论研究了轴向运动功能梯度粘弹性梁横向振动的稳定性问题.基于问题的数学模型和控制方程,利用微分求积法求得了轴向匀速运动功能梯度粘弹性梁亚临界区域内横向振动的复频率,分析其随着轴向运动速度、材料梯度指数等参数的... 基于Euler梁理论研究了轴向运动功能梯度粘弹性梁横向振动的稳定性问题.基于问题的数学模型和控制方程,利用微分求积法求得了轴向匀速运动功能梯度粘弹性梁亚临界区域内横向振动的复频率,分析其随着轴向运动速度、材料梯度指数等参数的变化情况,探讨上述参数对超临界区域失稳形式的影响.然后应用多尺度法结合边界条件分析了轴向速度带有周期扰动成分的变速运动功能梯度粘弹性梁的失稳问题,重点讨论了当速度扰动频率为固有频率二倍或者为两固有频率之和/差时所发生的次谐波共振及组合共振所导致的失稳.数值算例表明,随着梯度指数的增大,匀速运动功能梯度粘弹性梁的临界发散速度、耦合速度以及变速运动功能梯度粘弹性梁的稳定区域减小,且粘弹性系数的影响逐渐变弱,同等条件下,轴向运动功能梯度粘弹性固支梁比简支梁更为稳定. 展开更多
关键词 轴向运动 功能梯度粘弹性梁 稳定性 次谐波共振 组合共振
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旋转机械不对中故障模拟实验平台开发 被引量:11
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作者 郭艳婕 李浩琪 +3 位作者 杨立娟 张兴武 王诗彬 改改 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第4期114-117,128,共5页
旋转机械如风力发电装备、水泵等广泛使用联轴器作为联接装置。但由于载荷波动大、工作环境恶劣等原因,不对中故障频发,因此设计了适用于实验研究的旋转机械不对中故障模拟实验平台。该平台由电机、联轴器、变频器、磁粉制动器等构成,... 旋转机械如风力发电装备、水泵等广泛使用联轴器作为联接装置。但由于载荷波动大、工作环境恶劣等原因,不对中故障频发,因此设计了适用于实验研究的旋转机械不对中故障模拟实验平台。该平台由电机、联轴器、变频器、磁粉制动器等构成,采用激光对中仪测量不对中量,并通过NI CRIO采集振动信号,分析故障特征。该平台丰富了测试技术、机械故障诊断实验台等内容,为学生应用测试技术、分析机械故障创造了实验条件,提高了学生的实践能力。 展开更多
关键词 不对中 故障模拟 激光对中仪 振动信号
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基于双调Q小波变换的瞬态成分提取及轴承故障诊断应用研究 被引量:9
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作者 项巍巍 改改 +2 位作者 樊薇 黄伟国 朱忠奎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期34-39,共6页
因轴承的剥落、裂纹等局部故障易致运行时振动信号中出现瞬态成分,而轴承故障振动信号为非平稳信号,含高、低振荡成分,传统的线性信号处理方法及基于频率的分解方法均存在一定局限性。对此,研究基于信号振荡特征而非频率特征的双调Q小... 因轴承的剥落、裂纹等局部故障易致运行时振动信号中出现瞬态成分,而轴承故障振动信号为非平稳信号,含高、低振荡成分,传统的线性信号处理方法及基于频率的分解方法均存在一定局限性。对此,研究基于信号振荡特征而非频率特征的双调Q小波变换,设定不同Q因子小波将轴承故障信号非线性分解成低、高振荡及噪声成分,轴承故障瞬态成分对应低振荡成分,提取低振荡成分即能实现轴承故障瞬态成分提取。通过轴承故障状态下瞬态成分检测表明,该方法能有效提取轴承故障瞬态成分。经与均值滤波、小波阈值及经验模态分解(EMD)等方法比较,验证该方法的优越性。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 双调Q小波变换 振荡特征
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自适应谱峭度滤波方法及其振动信号检测应用 被引量:8
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作者 改改 刘海洋 +1 位作者 黄伟国 朱忠奎 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期212-217,392,共6页
谱峭度滤波方法是一种在强背景噪声下也能有效提取振动信号中瞬态成分的方法。笔者针对谱峭度滤波方法中窗宽的自适应选择问题,提出一种自适应谱峭度滤波方法。该方法将小波相关滤波提取的振动信号特征频率作为Morlet小波滤波窗口中心频... 谱峭度滤波方法是一种在强背景噪声下也能有效提取振动信号中瞬态成分的方法。笔者针对谱峭度滤波方法中窗宽的自适应选择问题,提出一种自适应谱峭度滤波方法。该方法将小波相关滤波提取的振动信号特征频率作为Morlet小波滤波窗口中心频率,并按最大谱峭度原则自适应选择滤波小波窗口宽度,以确定最优带宽Morlet小波窗。通过强背景噪声下的瞬态成分的提取验证该方法的有效性,并与窗口融合自适应谱峭度滤波方法进行比较。针对轴承故障振动信号检测,应用该方法提取反映轴承故障的冲击响应成分,说明该方法能够实现轴承故障振动特征信号的提取。 展开更多
关键词 谱峭度 瞬态成分 MORLET小波 相关滤波
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基于优化最小算法的齿轮箱复合故障特征稀疏表示 被引量:8
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作者 石娟娟 王林 +3 位作者 罗春艳 改改 沈长青 朱忠奎 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1045-1055,共11页
复合故障信号中多种特征成分的有效分离是实现齿轮箱复合故障诊断的核心,也是难点。针对此,提出一种基于优化最小算法(Majorization-Minimization,MM)的稀疏表示方法,并将其应用于齿轮箱齿轮轴承复合故障特征成分的提取与分离。首先,根... 复合故障信号中多种特征成分的有效分离是实现齿轮箱复合故障诊断的核心,也是难点。针对此,提出一种基于优化最小算法(Majorization-Minimization,MM)的稀疏表示方法,并将其应用于齿轮箱齿轮轴承复合故障特征成分的提取与分离。首先,根据齿轮箱中轴承和齿轮在局部故障激励下的瞬态成分存在差异性,利用相关滤波优选来分别构造与轴承和齿轮故障瞬态特征相匹配的过完备字典,建立目标函数;然后,采用所提优化最小算法对稀疏表示目标函数进行优化求解;在此基础上,根据复合故障信号中轴承和齿轮瞬态成分能量的强弱,依次进行稀疏表示及瞬态成分重构,最终实现齿轮箱复合故障特征的提取与分离。通过对仿真和实验信号的分析表明:所提方法能够分别提取复合故障信号中轴承和齿轮的瞬态特征,实现齿轮箱复合故障诊断,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 故障诊断 齿轮箱 特征提取 稀疏表示 优化最小算法
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加权firm阈值奇异值分解及其旋转机械故障诊断 被引量:1
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作者 常妍 改改 胡耀阳 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第5期135-141,187,共8页
奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)作为一种有效的信号降噪方法广泛应用于旋转机械振动信号周期性瞬态冲击提取中。传统SVD以能量为导向,无法提取出能量较弱但含故障信息丰富的奇异分量(Singular Component,SC)。为此,提出... 奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)作为一种有效的信号降噪方法广泛应用于旋转机械振动信号周期性瞬态冲击提取中。传统SVD以能量为导向,无法提取出能量较弱但含故障信息丰富的奇异分量(Singular Component,SC)。为此,提出加权firm阈值奇异值分解(Weighted Firm Singular Value Decomposition,WFSVD)方法。该方法首先引入平方包络谱峭度(Squared Envelope Spectrum Kurtosis,SESK)作为量化故障敏感度的指标,以评估各个SC所含故障信息的丰富程度;其次,将SESK作为权重因子引入到基于firm阈值的SC去噪中,设计基于SESK的加权firm阈值SC去噪策略;最后,重构信号,实现信号降噪并有效提取故障特征。对于仿真信号与试验数据的分析验证了所提方法在周期性微弱瞬态冲击提取及旋转机械故障诊断中的有效性。 展开更多
关键词 故障诊断 奇异值分解 平方包络谱峭度 瞬态冲击提取 加权firm阈值
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行星轮齿根裂纹动力学建模与振动响应特征分析
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作者 丁皓 程旭 +1 位作者 改改 朱忠奎 《机械设计与制造工程》 2017年第8期25-32,共8页
为了研究行星轮系中主要故障裂纹的演化机理及其对系统的动态影响规律,首先研究了行星轮系中行星轮裂纹故障的数学描述方法;接着建立了行星轮发生裂纹故障时的齿轮时变啮合刚度计算模型,分析了行星轮裂纹故障对时变啮合刚度的影响;然后... 为了研究行星轮系中主要故障裂纹的演化机理及其对系统的动态影响规律,首先研究了行星轮系中行星轮裂纹故障的数学描述方法;接着建立了行星轮发生裂纹故障时的齿轮时变啮合刚度计算模型,分析了行星轮裂纹故障对时变啮合刚度的影响;然后通过建立行星轮系平移-扭转耦合动力学模型,获得了行星轮轮齿裂纹故障下的系统振动响应;最后通过分析响应特征,揭示了行星轮系中振动响应及啮合频率边频特征随行星轮裂纹故障发生、发展的变化规律。 展开更多
关键词 行星轮系 时变啮合刚度 动力学模型 行星轮裂纹
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基于机械诊断信息的设备运行可靠性研究 被引量:23
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作者 何正嘉 改改 +2 位作者 申中杰 曹宏瑞 李兵 《中国工程科学》 北大核心 2013年第1期9-14,共6页
针对传统可靠性分析方法必须依赖大样本统计数据、利用概率统计求解设备可靠性的不足,提出两种利用运行状态信息实现小样本条件下设备运行可靠性评估的方法:基于归一化小波信息熵的可靠性评估和基于损伤定量识别的可靠性评估。基于归一... 针对传统可靠性分析方法必须依赖大样本统计数据、利用概率统计求解设备可靠性的不足,提出两种利用运行状态信息实现小样本条件下设备运行可靠性评估的方法:基于归一化小波信息熵的可靠性评估和基于损伤定量识别的可靠性评估。基于归一化小波信息熵的可靠性评估对设备运行过程中的振动信号采用第二代小波包进行分解与重构,获得多个分解频带信号,计算分解频带信号的相对能量和归一化信息熵,根据归一化信息熵获取反映设备运行状态可靠性的重要指标——可靠度;基于损伤定量识别的可靠性评估定义了新的运行可靠性评价指标——隶属可靠度,在故障定量诊断的基础上,建立了损伤程度与运行可靠性评价指标之间的联系。在制氧压缩机运行可靠性评估和机车轮对轴承运行可靠性评估的成功应用,表明所提出的方法合理、有效,为机械设备实现缺乏大样本、非概率统计模型的可靠性评估提供了新理论与新技术。 展开更多
关键词 机械设备 运行可靠性 归一化信息熵 隶属可靠度
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