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多小波自适应构造方法及滚动轴承复合故障诊断研究 被引量:31
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作者 王晓冬 何正嘉 訾艳阳 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期438-444,共7页
机械设备的复合故障由于其故障的多样性、强弱的不平衡、故障间的相互影响等特性,给全面准确地诊断造成困难。多小波具有多个时频特征有所差异的基函数,可以匹配多个故障特征,对于复合故障的诊断具有先天优势。提出了多小波的自适应对... 机械设备的复合故障由于其故障的多样性、强弱的不平衡、故障间的相互影响等特性,给全面准确地诊断造成困难。多小波具有多个时频特征有所差异的基函数,可以匹配多个故障特征,对于复合故障的诊断具有先天优势。提出了多小波的自适应对称提升方法,以峭度为优化目标对多小波进行自适应构造,对信号进行冗余分解,获得特征频率的相对能量分布,依据相对能量比选择敏感频带,实现对复合故障的一次性识别与诊断。以电力机车滚动轴承外圈与内圈、外圈与滚动体的复合故障诊断为例,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 多小波 对称提升 自适应构造 滚动轴承 复合故障诊断
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强噪源干扰下的滚动轴承复合故障分离方法研究 被引量:11
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作者 万书亭 张雄 豆龙江 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1950-1959,共10页
针对强背景噪声干扰下的轴承复合故障难以准确分离提取,噪声与复合故障各成分间相互影响容易造成误诊或漏诊的问题,提出基于变分模态分解(VMD)及最大相关峭度解卷积(MCKD)的复合故障分离方法。首先对复合故障信号进行变分模态分解并根... 针对强背景噪声干扰下的轴承复合故障难以准确分离提取,噪声与复合故障各成分间相互影响容易造成误诊或漏诊的问题,提出基于变分模态分解(VMD)及最大相关峭度解卷积(MCKD)的复合故障分离方法。首先对复合故障信号进行变分模态分解并根据峭度及相关系数准则重构信号作为前置滤噪处理,然后选取合理的滤波器长度及解卷积周期对重构信号进行最大相关峭度解卷积运算以实现故障特征分离,并结合1.5维能量谱强化信号瞬时冲击特征的优点,准确实现复合故障诊断,最后通过噪源干扰下的外圈、内圈复合故障实测信号分析验证该方法的有效性。研究结果表明:VMD方法能够有效滤除噪声干扰,且其滤噪效果比集合经验模态分解(EEMD)方法的滤噪效果好;MCKD方法能够将外圈、内圈故障分离,避免复合故障各成分间的相互干扰;1.5维能量谱能够强化谱图中的瞬时冲击特征。 展开更多
关键词 滚动轴承 复合故障 变分模态分解 最大相关峭度解卷积
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基于VMD和卷积神经网络的变工况 轴承故障诊断方法 被引量:11
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作者 陈剑 黄凯旋 +4 位作者 吕伍佯 刘圆圆 杨斌 刘幸福 蔡坤奇 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期892-897,共6页
针对变工况条件下轴承故障数据无法大量获取以及诊断困难的问题,提出了基于变分模态分解和卷积神经网络的轴承故障诊断方法,使用稳态工况获取的数据训练,能对变工况下的数据实现有效诊断。首先对轴承振动信号进行变分模态分解,以获得有... 针对变工况条件下轴承故障数据无法大量获取以及诊断困难的问题,提出了基于变分模态分解和卷积神经网络的轴承故障诊断方法,使用稳态工况获取的数据训练,能对变工况下的数据实现有效诊断。首先对轴承振动信号进行变分模态分解,以获得有限带宽的固有模态函数;然后构建卷积神经网络模型,采用优化技术提高模型适应性,实现对固有模态函数的自适应特征提取和分类;最后使用台架试验获得的滚动轴承故障数据进行验证,并与深度残差网络和支持向量机进行对比。结果表明,该模型对变工况数据的诊断/识别率达到100%/98.86%,高于对比模型的测试结果,有效实现了变工况轴承故障诊断。 展开更多
关键词 计量学 滚动轴承 复合型故障诊断 变工况 卷积神经网络 状态识别
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基于最大相关峭度解卷积的滚动轴承复合故障诊断方法 被引量:6
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作者 张永鑫 宋晓庆 +2 位作者 张晓冬 王志阳 冷军发 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第4期98-102,160,共6页
受环境噪声、传递路径、信号衰减以及源信号本身比较微弱的影响,滚动轴承早期微弱冲击性故障的信号特征难以提取。近年来,最小熵解卷积(Minimum Entropy Deconvolution,MED)已经成功应用在旋转机械故障检测中来提取振动冲击。MED方法的... 受环境噪声、传递路径、信号衰减以及源信号本身比较微弱的影响,滚动轴承早期微弱冲击性故障的信号特征难以提取。近年来,最小熵解卷积(Minimum Entropy Deconvolution,MED)已经成功应用在旋转机械故障检测中来提取振动冲击。MED方法的提取过程是一个迭代选择的过程,通过迭代选择一个有限脉冲响应使信号的熵最小,从而对信号进行滤波。但是该方法有一定的局限性:其对于单一冲击的信号解卷积效果良好,但是处理具有强噪声或者多个冲击源共同作用时的信号很困难。为了解决这个问题,提出新的解卷积方法:最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD),可有效利用滚动轴承故障周期性冲击的特点,其与MED相比,克服了单一冲击的限制,对两种冲击源甚至是多种共同卷积的解卷积具有更好的特征提取效果。仿真和实验对比验证了该方法具有良好的降噪和故障特征增强效果。 展开更多
关键词 故障诊断 滚动轴承复合故障 最小熵解卷积 最大相关峭度解卷积 特征提取
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基于OFMD和FSC的滚动轴承复合故障诊断
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作者 唐贵基 张龙 +2 位作者 薛贵 徐振丽 王晓龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期160-168,共9页
针对滚动轴承的复合故障诊断问题,深入研究了一种基于优化特征模态分解和快速谱相关的复合故障诊断方法。首先,通过理论分析,提出脉冲能量因子指标来实现特征模态分解的参数选择以及最优分量的选取;然后,基于快速谱相关原理设计谱相关... 针对滚动轴承的复合故障诊断问题,深入研究了一种基于优化特征模态分解和快速谱相关的复合故障诊断方法。首先,通过理论分析,提出脉冲能量因子指标来实现特征模态分解的参数选择以及最优分量的选取;然后,基于快速谱相关原理设计谱相关相对强度曲线和改进快速谱相关图,用于确定不同故障调制后对应的最优载波,对最优载波进行包络处理,从而分离轴承的复合故障特征,最终实现复合故障的准确性诊断。通过模拟故障试验和工程案例分析结果表明,该文所提方法相比于经验模态分解能够有效滤除噪声干扰,具有良好的鲁棒性,同时,避免了解卷积方法设定参数的缺陷,且与Autogram方法相比,能够有效分离复合故障特征,避免复合故障特征成分耦合。 展开更多
关键词 滚动轴承 复合故障 特征分离 特征模态分解 快速谱相关
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基于迭代增强变分模态提取的滚动轴承复合故障诊断
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作者 张家军 马萍 +1 位作者 张海 张宏立 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期255-265,共11页
针对变分模态提取对多分量复合故障提取能力不足,且存在中心频率和平衡因子两个超参数优化等问题,提出了一种迭代增强变分模态提取(iterative enhanced variational mode extraction,IEVME)的滚动轴承复合故障诊断新方法。首先,提出引... 针对变分模态提取对多分量复合故障提取能力不足,且存在中心频率和平衡因子两个超参数优化等问题,提出了一种迭代增强变分模态提取(iterative enhanced variational mode extraction,IEVME)的滚动轴承复合故障诊断新方法。首先,提出引入中心频率趋势收敛现象优化VME的初始中心频率,使其能自适应寻找合适的初始中心频率进行提取并加入新的收敛准则对信号进行迭代提取的迭代变分模态提取方法(iterative variational mode extraction,IVME);然后,通过优化IVME的平衡因子得到多个分量信号,再利用图拉普拉斯能量指数选取最优分量进行重构;接着,为全面提取复合故障信号中的主要周期,提出了结合加强运算减去运算的增强最小噪声幅值解卷积(enhanced minimum noise amplitude deconvolution,EMNAD)方法,以降低噪声并增强相对较弱的周期信号;最后,通过融合平方包络谱实现对滚动轴承的复合故障诊断。将所提方法应用到滚动轴承复合故障诊断中,通过仿真和实例信号验证所提IEVME方法的有效性和鲁棒性,并将所提方法与现有多种方法进行对比,结果表明所提IEVME方法准确性更高,效果更优。 展开更多
关键词 滚动轴承 迭代增强变分模态提取(IEVME) 增强最小噪声幅值解卷积(EMNAD) 复合故障诊断
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神经网络和改进D-S证据理论相结合的滚动轴承复合故障诊断研究 被引量:5
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作者 李善 谭继文 俞昆 《机床与液压》 北大核心 2018年第1期153-157,184,共6页
提出了将神经网络与D-S证据理论相结合的故障诊断方法,实现了故障信号的特征级和决策级融合,并应用于轴承的复合故障诊断研究。将BP、RBF、GRNN 3种神经网络的输出结果作为3个证据体,滚动轴承的4种复合故障特征作为系统的识别框架,引入... 提出了将神经网络与D-S证据理论相结合的故障诊断方法,实现了故障信号的特征级和决策级融合,并应用于轴承的复合故障诊断研究。将BP、RBF、GRNN 3种神经网络的输出结果作为3个证据体,滚动轴承的4种复合故障特征作为系统的识别框架,引入聚类系数作为权值分配,重新计算基本概率赋值,对D-S证据理论进行改进,以提高轴承复合故障诊断的准确性。 展开更多
关键词 滚动轴承 复合故障诊断 神经网络 聚类系数 D-S证据理论
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基于自适应增强形态滤波的滚动轴承复合故障分离法 被引量:3
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作者 权伟 魏豪 +1 位作者 马晨 何建国 《轻工机械》 CAS 2022年第5期67-75,共9页
针对滚动轴承复合故障难以分离的问题,课题组提出了一种自适应多尺度形态滤波分离方法。首先,利用具有提取周期性特征的多尺度形态滤波器和峭度特征能量积(kurtosis feature energy product, KF)提取出一种主要的故障特征分量;然后,利... 针对滚动轴承复合故障难以分离的问题,课题组提出了一种自适应多尺度形态滤波分离方法。首先,利用具有提取周期性特征的多尺度形态滤波器和峭度特征能量积(kurtosis feature energy product, KF)提取出一种主要的故障特征分量;然后,利用奇异值分解(singular value decomposition, SVD)降噪方法对提取的故障特征进行降噪处理,增强故障特征;最后,对去噪信号进行迭代筛选分离,得到多个故障特征模式分量。通过仿真信号与异步牵引电机实际故障信号对比实验,结果表明:该方法能够分离复合故障特征,并有效提取噪声干扰下的故障特征信息。该方法滤波效果强于传统方法,具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 滚动轴承 复合故障 峭度特征能量积 多尺度形态滤波 奇异值分解
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