基于信息融合的机器人薄壁轴承故障智能诊断

为了实现轴承故障智能诊断,对基于信息融合的机器人薄壁轴承故障智能诊断方法进行研究。首先,采用声发射和振动传感器,搭建了机器人薄壁轴承试验与多信息数据采集系统;然后,以薄壁单列角接触球轴承ZR71820为对象,在轴承外圈、内圈和滚动体上分别制作点蚀、裂纹缺陷,用正交试验法采集不同缺陷类型、不同当量载荷及不同转速状态下薄壁轴承在试验过程中的声发射和振动信号;最后,选取时域中均方根值和峭度指数及频域中均方根频率作为振动、声发射信号的特征参数,分别进行了基于单一振动、声发射信号的薄壁轴承故障诊断,并采用SOM与BP神经网络将试验过程中的振动和声发射信号的特征信息进行融合,研究了基于信息融合的机器人薄壁轴承故障智能诊断技术。结果表明:基于振动信号故障诊断的正确率为85.7%;基于声发射信号故障诊断的正确率为81.0%;基于BP神经网络信息融合故障诊断的正确率为93.5%;基于SOM神经网络信息融合故障诊断的正确率为95.2%。基于SOM神经网络信息融合的薄壁轴承故障智能诊断比单用振动或声发射信号的诊断正确率分别高出9.5%和14.2%,比用BP神经网络信息融合故障诊断的正确率高1.7%。     

一种航空发动机中介轴承故障诊断方法

针对航空发动机中介轴承振动信号故障微弱,故障特征难提取的问题,提出了基于固有时间尺度分解(ITD)和近似熵(AE)结合随机森林(RF)的航空发动机中介轴承故障诊断方法。首先,利用航空发动机中介轴承试验台模拟并采集轴承在正常、外圈故障、滚动体故障三种状态下的振动信号;然后通过ITD方法将非平稳、非线性的中介轴承振动信号分解成一组固有旋转分量(PR),计算其近似熵;最后,将不同尺度的近似熵值作为特征向量,输入到随机森林分类器模型中进行分类识别与故障诊断。研究表明,该方法能有效提取出机匣表面振动信号中微弱的中介轴承振动故障信号特征,故障诊断准确率高,具有工程实用性。     

基于EMD-SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断研究

针对滚动轴承保持架故障振动信号存在的不稳定性、无冲击特性和故障特征难以获取等问题,提出了一种基于EMD-SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断方法.采用了SDP信息融合方法对保持架故障振动信号的EMD固有模态分量进行了特征信息融合,展示了不同保持架故障振动信号的时频特性;分析了滚动轴承保持架不同故障状态下的SDP特征...     

利用FDM和随机共振检测风机主轴承微弱旋转信号

轴承作为风力发电机设备中重要部件,其健康状态直接影响风力发电机运行的稳定性和现场的安全可靠性.由于风力发电机特殊的工作环境,导致采集到的振动信号中包含大量的噪声干扰,难以准确提取轴承振动信号包含的信息成分,给评估主轴承健康状态带来困难.因此本文采用将傅立叶分解(Fourier decomposition method,FDM)和随机共振(Stochastic resonance,SR)相结合的方式提取信号中微弱的轴承振动信息.首先用FDM将原始信号自适应地分解为一系列包含轴承振动特征的傅立叶频带函数,然后找出相关性大的频带函数进行重构,最后采用SR对重构信号进行分析获得特征频率,判断轴承的健康状态.结果 显示,将两种方法相结合能有效提高输出信噪比,提升特征频率检测的精度,为实现风机轴承早期微弱故障诊断提供帮助.     

基于AE与STFT的变桨轴承裂纹诊断研究

由于变桨轴承不完全转动的工作特殊性,基于振动或应变等常规监测手段难以奏效,为此提出一种基于声发射(acoustic emission,简称AE)技术监测方法获取信号,并采用短时傅里叶方法(short time Fourier transform,简称STFT)进行分析诊断的方法。首先,研究了AE技术的信号采集方法,推导了STFT的原理及过程,并在某风电机组变桨轴承上进行实验验证;其次,先后在时域、频域及时频域对有裂纹数据和无裂纹数据进行对比,发现时频域基于STFT分析方法可以有效发现裂纹;最后,通过新的裂纹数据进行验证,可以确认裂纹特征。结果表明:AE信号能较好地获取变桨轴承的状态信息,STFT分析方法可以较好地识别裂纹故障,较少受工况或其他因素的影响,有较高的实用价值。     

基于小波模糊神经网络刀具监控系统研究

针对切削过程中振动信号和AE信号的特点,利用小波分析技术提取信号深层特征,建立了新型的基于模糊推理的神经网络模型,该模型能融合振动和AE信号的特征和描述信号特征与刀具状态的非线性关系,以此识别刀具状态。试验表明小波模糊神经网络对提高在线刀具监控系统的可靠性极为有效。     

小波包和模糊熵特征融合的轴承故障诊断

进行轴承多种类型裂纹故障诊断时,为解决单一特征量诊断效率低的问题,提出了基于信号小波包分解的精细时频域分析和模糊熵的特征融合方法。首先对轴承振动信号进行小波包4层分解重构,确定小波包系数模糊熵和频带能量,精细提取振动信号的高低频故障信息特征;然后基于权重指标对模糊熵和频带能量进行融合,构造多种故障状态下轴承信号的特征向量;最后选择适合小样本分类的支持向量机对轴承裂纹故障进行诊断。试验数据处理结果表明,轴承不同裂纹故障状态下,融合特征的方法诊断效率更高,相较于单一特征量识别准确率提高5.0%以上,对10种裂纹故障诊断正确率达到98.0%。     

滚动轴承早期性能退化评估技术研究

为了解决轴承早期性能退化时信噪比低,特征提取和早期性能退化评估困难这一难题,本文采用盲源分离的方法分离轴承振动信号的干扰,将盲源分离后轴承振动信号的峭度值作为轴承性能评估的敏感特征,利用动态模糊神经网络建立轴承的早期性能退化模型。根据盲源分离后,早期性能退化时轴承振动信号的峭度值增加,可作为轴承早期性能退化评估的敏感特征。计算结果表明,盲源分离使得振动信号的峭度对轴承的性能状态更加敏感,轴承性能退化评估结果准确,具有重要的工业实用价值。     

基于全矢小波包能量熵的滚动轴承智能诊断

研究滚动轴承不同状态下的振动信号,使用小波包变换提取信号各频带的能量熵,作为轴承故障的特征,然后使用支持向量机智能诊断轴承不同故障。传统单通道信号诊断方法容易造成误诊,全矢小波包能量熵融合了振动信号双通道的信息,能更准确地反映故障的特征。实验结果表明,采用全矢小波包能量熵比传统单通道方法有更高的诊断精度。     

基于概率切片累积特征的轴承双向传感器信息融合故障诊断EI北大核心

针对采集的轴承振动信号易受环境的影响而导致存在许多不确定性因素的现实情况,采用一种基于概率切片累积特征的轴承双向传感器信息融合故障诊断方法实现对轴承故障的定性分析。首先利用概率盒理论(P-box)将来自水平和垂直方向传感器的时域信号分别进行概率盒建模,从而减小认知不确定性带来的消极影响并充分提取多方位振动信号中故障信息;然后提取模型概率切片累积特征输入到构建的双通道并行卷积神经网络(PCNN)自适应训练,在此基础上通过在网络的全连接层之前添加一个融合层进行双向特征信息融合;最后利用归一化指数函数实现故障部位的辨识。某铁路局机务段轮对轴承数据分析结果表明,所采用方法在应对故障程度不均衡数据集时仍具有较高的准确性和稳定性,且在不同噪声条件下具有一定的鲁棒性。