基于Wavelet-HMM的旋转机械故障诊断方法研究

隐Markov模型是一个双随机过程，适用于动态过程的时间序列的建模并具有强大的时序模式分类能力，特别适合非平稳、重复再现性不佳的信号分析；小波变换具有多分辨率分析的特点，在时频两域都具有表征信号局部特征的能力。文中将小波变换和隐Markov模型相结合，提出基于小波变换的HMM状态识别法，利用Daubechies小波进行8尺度的小波分解，然后从小波分解结构中提取一维信号的低频系数作为特征向量，将其输入到各个状态HMM来进行训练，其中输出概率最大的状态即是机组运行状态，从而实现状态的识别，实验结果表明该方法很有效。     

基于隐马尔可夫模型的汽轮机故障诊断方法研究

为提高汽轮机故障诊断的准确率,本文提出一种基于小波包能量与隐马尔可夫模型相结合的汽轮机故障诊断方法.对汽轮机振动信号进行小波包分解,将小波包能量作为特征集;分别对每种故障状态的样本训练HMM(Hidden Markov Model),并构建故障诊断知识库;最后利用训练好的HMM对待测样本进行故障诊断.通过对汽轮机常见故障的诊断分析表明,基于隐马尔可夫模型的故障诊断方法的准确率优于BP神经网络、SVM(Suppvrt Vectwr Machine)等方法.     

HHT与Elman神经网络在离心泵故障振动信号处理中的应用

提出了一种Hilbert-Huang变换(HHT)和Elman神经网络相结合的离心泵振动信号故障诊断新方法.首先,将离心泵振动信号时间序列数据经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD),然后经过Hilbert-Huang变换获得各模态(Intrinsic Mode Functions,简称IMF)的能量,并以"能量比"为元素,构造离心泵振动信号的特征向量,根据Elman神经网络模型能够逼近任意非线性函数的特点和具有反映系统动态特性的能力,利用Elman神经网络模型实现离心泵故障的诊断.实验研究结果表明该方法对离心泵振动信号故障具有很高的诊断率.     

小波变换在振动信号分析中的工程解释与应用

着重研究小波变换在工程中的应用,首先用工程语言对小波变换进行了解释,通过内积和基函数来研究小波变换,傅立叶变换,短时傅立叶变换之间的联系和区别,从形式上将三者统一起来,简要讨论了小波变换在振动信号分析中的一些典型应用,包括信号滤波,降噪,非平衡特性分析、机器状态监测和故障诊断等方面,最后总结了小波变换在振动分析领域的应用特点。     

基于DWT和PNN的印刷过程实时监测和故障诊断

提出了一种新的基于离散小波变换和概率神经网络的印刷过程振动信号的实时监测和故障诊断系统。利用小波包分解技术对印刷过程振动信号进行降噪处理,并选择特殊频段进行小波包重构,有效捕捉和分离了处于信号不同频段的印刷过程振动信号故障特征分量。对提取的故障特征参数应用概率神经网络映射,实现对印刷过程振动信号运行状态的实时监测和故障诊断。仿真结果表明,该诊断方法快速、准确且易于工程实现。     

基于小波变换的引擎故障诊断方法研究

小波分析是近年来迅速发展起来的一门理论,在图像处理和故障诊断等方面都取得了成功的应用。本文从诊断理论和故障信号特点两方面说明对引擎故障信号进行小波分析是引擎故障诊断过程的内在要求;阐述了小波分析的理论基础,得到适合故障信号分析的小波母函数;应用了基于“能量-故障”的引擎故障诊断模式识别方法。通过小波包变换,成功提取了转子振动平台预设故障状态下的特征向量,通过模拟实验验证了该方法的可行性。     

基于小波包-连续HMM的故障诊断模型及应用

结合小波包分析方法适于处理非平稳信号的特点及隐马尔可夫模型(HMM)的训练样本少与可解释的优点，提出基于小波包-连续HMM故障诊断方法。通过小波包分析方法从滚动轴承振动信号中提取特征，训练连续高斯密度混合HMM，再利用训练好的HMM进行滚动轴承状态监测和故障诊断，实验结果表明该方法能利用少量样本进行训练和有效诊断。     

基于伪Wigner-Ville分布与小波变换的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障信号非平稳、非高斯的特点,提出了基于伪Wigner-Ville分布及小波变换的滚动轴承内、外圈故障诊断方法。在研究滚动轴承故障诊断机理,伪Wigner-Ville分布及小波变换理论的基础上,利用这两种方法对内圈、外圈故障的滚动轴承的振动信号进行了分析,提取了故障特征频率。结果表明,小波变换能够比伪Wigner-Ville分布更有效地提取轴承故障的特征信息,提高轴承故障诊断率。     

提高小波变换在钻削刀具状态监测中效率与准确性的研究

通过研究采用正交小波变换进行刀具振动信号分解方法的不足,提出了采用具有自适应小波基的小波变换进行刀具振动信号分解、提高钻削刀具状态监测效率与准确性的方法     

基于小波包变换的回转窑托轮轴承故障诊断

针对回转窑对象给出了水泥回转窑故障诊断框图。说明了水泥回转窑工艺流程和常见的水泥回转窑设备故障及原因。阐述了小波包分解方法和小波包分解的优缺点。阐述了基于小波包变换的水泥回转窑故障诊断算法,给出了基于小波包变换的轴承故障诊断流程图。对正常状态、外圈故障状态和内圈故障状态的轴承小波包变换进行分析。得到经小波包分解1~4层细节进行重构后的波形图,得到经4层小波包分解后各频带的能量分布以及重构信号的包络图。将正常状态下小波包分解后的能量频谱信号与故障状态下的进行比照,通过能量频谱信号的不同,确定正常状态和故障状态的特征信息。文中对采集到的振动信号进行小波包分解,对分解后不同频带上的信号进行功率谱计算,通过能量的改变表示某一种特征信号,再对提取到的特征信号进行Hilbert谱分析。最终,通过对特征信号的Hilbert谱分析来区分出不同的故障。     

基于小波分析的离心式注水泵机械振动实时监测方法

为保证注水泵机组安全稳定运行,减少管理人员工作量,提出基于小波分析的离心式注水泵机械振动实时监测方法。探究注水泵作业流程与结构特征,结合多种常见故障类型分析结果,构建水泵输入、输出功率与生产效率的动力学模型;考虑到注水泵特性,以压电加速度传感器作为主要监测设备,明确信号采样要求,通过量化处理将模拟信号变换为数字信号,便于信号分析;当监测信号内低频成分丰富时,确定母小波和变换系数,经伸缩与平移处理完成连续小波变换与反变换;当低频分量不足时,引入小波包理论,分割小波空间,合理分解不同频带的信号,保证监测信息不丢失,获取信号特征,实现机械振动实时监测。仿真实验证明,该方法具有较强的信号处理能力,可通过监测信息准确判断出设备故障类型。     

复小波分解联合SVD提取振动信号非平稳特征

针对齿轮箱故障信号的多分量多频调制特点,提出了一种基于奇异值分解的最优小波解调技术。首先,采用小波变换的最小Shannon熵作为时间尺度分辨率的度量指标,将其应用到Morlet分析小波的参数优化选择中;其次,对常规小波参数选择方法进行了改进,利用奇异值分解技术对最优小波变化尺度进行了迭代搜索。该方法可以很好地降低噪声信号,有效提取信号中的周期成分,具有较好的瞬态信息提取能力。试验结果也表明了该方法在齿轮箱故障特征提取中的重要性以及降噪方法的有效性。     

农田水利设备中抽水泵机械振动故障检测方法

针对抽水泵机械振动故障检测中存在的检测效果差的问题,提出一种新的农田水利设备中抽水泵机械振动故障检测方法。分析农田水利设备中抽水泵机械振动信号,提取任意时段特征频率,采用小波包多层分解滤除噪声。对不同数组统计和分析,通过多尺度模糊熵提取抽水泵机械振动故障特征;优化选择测点和特征向量,结合最小二乘支持向量机( LSSVM ),采用多层结构进行多次特征学习,区分故障特征,实现抽水泵机械振动故障检测。实验结果表明,采用所提方法可准确提取抽水泵机械振动故障信号,并且能够准确区分正常信号和故障信号,验证了该方法的可行性。     

液压泵故障的小波变换诊断方法

分析了小波变换的时 -频局部化特性及基于多分辨分析的信号小波分解重构算法 ,研究了信号局部奇异性在小波变换下的特性。根据故障信号和噪声的局部奇异性在小波变换下的模极大值在不同尺度上的传播特性不同的特点 ,并利用小波分解重构算法 ,对泵壳振动加速度信号进行了分解、去噪和重构。大大改善了监测信号的信噪比 ,对故障特征信号进行了时域定位 ,提取了故障特征频率。     

Adaptive wavelet transform for vibration signal modelling and application in fault diagnosis of water hydraulic motor

There has been an increasing application of water hydraulics in industries due to growing concern on the environmental, health and safety issues. The fault diagnosis of water hydraulic motor is important for improving water hydraulic system reliability and performance. In this paper, fault diagnosis of water hydraulic motor in water hydraulic system is investigated based on adaptive wavelet analysis. A novel method for modelling the vibration signal based on the adaptive wavelet transform (AWT) is proposed. The linear combination of wavelets is introduced as wavelet itself and adapted for the particular vibration signal, which goes beyond adapting parameters of a fixed-shape wavelet. The AWT procedure based on the parametric optimisation by genetic algorithm (GA) is developed. The model-based method by AWT is applied to extract the features in the fault diagnosis of the water hydraulic motor. This technique for de-noising the corrupted simulation signal shows that it can improve the signal-to-noise ratio of the vibration signal. The results of the experimental signal demonstrate the characteristic vibration signal details in fine resolution. The magnitude plots of the continuous wavelet transform (CWT) show the characteristic signal's energy in time and frequency domain which can be used as feature values for fault diagnosis of water hydraulic motor.     

基于小波包BP_AdaBoost算法的机载燃油泵故障诊断研究

针对机载燃油泵故障数据少、诊断效率低、维护成本高、缺乏有效诊断方法的问题,搭建了机载燃油泵燃油转输系统实验平台,提出利用小波包分析进行特征提取和基于BP_AdaBoost机载燃油泵故障诊断方法。首先测量燃油泵7种典型状态模式所对应的振动信号和出口压力信号;然后在分析信号时频特性和统计特性的基础上,利用小波包分解提取振动信号不同频段能量值作为故障特征参数,结合振动信号峭度以及压力信号均值构造特征向量;最后利用特征向量训练和验证BP_AdaBoost分类模型。实验结果不仅优化了传感器,而且表明BP_Adaboost算法与SVM、BP算法相比,能够有效实现对机载燃油泵的故障诊断。     

Rough set based rule learning and fuzzy classification of wavelet features for fault diagnosis of monoblock centrifugal pump

The fault diagnosis problem is conceived as a classification problem. In the present study, vibration signals are used for fault diagnosis of centrifugal pumps using wavelet analysis. Rough set theory is applied to generate the rules from the vibration signals. Based on the strength of the rules the faults are identified. The different faults considered for this study are: pump at good condition, cavitation, pump with faulty impeller, pump with faulty bearing and pump with both faulty bearing and impeller. However, the classification accuracy is based on the strength and number of rules generated using rough set theory. Wavelet features are computed using Discrete Wavelet Transform (DWT) from the vibration signals and rules are generated using rough sets and classified using fuzzy logic. The results are presented in the form of confusion matrix which shows the classification capability of wavelet features with rough set and fuzzy logic for fault diagnosis of monoblock centrifugal pump.     

基于余弦调频小波变换的滚动轴承故障研究

针对滚动轴承故障振动信号的特点，构造余玄调频小波，采用连续小波变换的方法来提取滚动轴承故障振动信号的特征，在此基础上提出了一种滚动轴承故障诊断方法：时间一小波能量谱自相关分析法。通过对滚动轴承具有缺陷的情况下振动信号的分析，说明时间一小波能量谱自相关分析法不仅能检测到滚动轴承故障的存在，而且能有效地识别滚动轴承的故障模式。     

小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用

采用小波变换能够快速有效地对滚动轴承振动信号进行带通滤波。通过选用多尺度的小波变换,能较好地分离出所要分析的高频固有振动信号,然后对高频振动信号进行包络分析,从包络谱图中提取故障特征频率分量,就能诊断出滚动轴承故障发生在哪个元件上。实验结果表明,这种诊断方法是有效的。     

SIGNAL FEATURE EXTRACTION BASED UPON INDEPENDENT COMPONENT ANALYSIS AND WAVELET TRANSFORM

It is an important precondition for machine fault diagnosis that vibration signal can be extracted effectively. Based on the characteristic of noise interfused during the course of sampling vibration signal, independent component analysis (ICA) method is combined with wavelet to de-noise. Firstly, The sampled signal can be separated with ICA, then the function of frequency band chosen with multi-resolution wavelet transform can be used to judge whether the stochastic disturbance singular signal is interfused. By these ways, the vibration signals can be extracted effectively, which provides favorable condition for subsequent feature detection of vibration signal and fault diagnosis.