基于最大相关峭度解卷积和变分模态分解的风电机组轴承故障诊断方法

针对风电机组轴承故障特征难以提取的问题,提出一种基于最大相关峭度解卷积(maximum correlatedkurtosis deconvolution,MCKD)和变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的轴承故障诊断方法。首先利用MCKD算法对轴承振动信号进行降噪,然后对降噪后的信号进行VMD分解,并利用峭度指标筛选出敏感本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),最后通过分析敏感IMF包络谱中幅值突出的频率成分判断故障类型。仿真和实验分析结果表明该方法可成功地提取出故障特征频率,实现风电机组轴承故障的有效诊断。     

基于优化VMD的有载分接开关振动信号降噪研究

为了有效降低噪声对换流变压器有载分接开关(OLTC)故障特征提取的不利影响,提出了一种基于优化变分模态分解(VMD)的有载分接开关振动信号降噪算法。首先,利用人工鱼群仿生算法(AFSA)结合整体正交系数对VMD的参数k、α进行自适应优化处理;然后,利用优化VMD算法将有载分接开关振动信号分解为有限个窄带、准正交的模态函数;再采用峭度指标对模态函数进行选择,将所选模态叠加进行重构,进而得到降噪后的信号;最后引入三种评价指标进行降噪效果评价,通过与其他算法的对比试验得出,优化后的VMD算法降噪效果更佳。     

基于SVD和SSA-VMD降噪的轴承故障特征提取

针对强噪声背景下轴承故障特征提取困难的问题,提出一种基于奇异值分解和参数优化变分模态分解联合降噪的轴承故障特征提取方法(SSVMD)：首先,对原始信号进行奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)处理,运用奇异值差分谱法选取有效奇异值并将原始信号重构得到初步降噪信号;其次,为防止故障信息丢失,将残余信号进行麻雀算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化的变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD）算法处理,得到最佳的模态个数K和惩罚参数α,选取峭度值最大、包络熵最小的IMF分量与初步降噪信号叠加得到最终降噪信号,并对信号进行包络分析;最后,通过仿真和试验数据分析得出,该方法能在信噪比很低的情况下降低噪声含量并提取轴承故障特征,为设备的状态监测和故障诊断提供理论依据。     

基于CEEMDAN和混合灰狼算法优化SVM的水电机组故障诊断方法

为有效利用水电机组的振动信号诊断机组故障,提出了一种基于自适应噪声完备集合模态分解(CEEMDAN)和混合灰狼算法优化支持向量机(HGWO-SVM)的水电机组故障诊断方法.首先利用CEEMDAN方法对原始振动信号进行分解降噪,获得原始信号的各模态分量(IMF),并以IMF为基础构造各样本下机组信号的特征向量;接着在原始...     

基于优化的VMD融合信息熵和FA_PNN的风电机组齿轮箱故障诊断

针对风电机组齿轮箱在故障信号处理、特征提取和故障诊断存在的问题,提出一种基于优化的变分模态分解(VMD)融合信息熵和萤火虫优化的概率神经网络(FAPNN)的风电机组齿轮箱故障诊断方法。首先利用皮尔逊相关系数法来确定VMD的分解数量和惩罚因子,并利用VMD分解齿轮箱振动信号获取多个固有模态分量,在此基础上融合时域、频域及时频域等信号故障特征熵,最后用FAPNN网络进行故障识别分类,仿真结果验证了所提出算法在风电机组齿轮箱早期故障诊断研究中的有效性和可行性。     

基于Zigbee无线技术和粒子滤波的风电机组无线监测系统故障定位研究

为满足风电机组处理故障数据准确性和实时性的要求。文章通过采集无线风电机组振动信号,对其进行数学建模,利用小波分析提取振动信号的随机噪声和状态信号叠加,并以此为观测方程。利用小波包分解求取降噪前和降噪后的信号,根据各个频带能量变化提取故障信号,并采用SVM方法进行故障模式识别,从而实现对风电机组的故障定位。实验验证了该算法能有效提高风电机组故障定位的精确性和可靠性。     

基于优化CEEMDAN-CNN的轴承故障诊断研究

针对滚动轴承振动信号易受环境噪声干扰及浅层学习模型依赖人工经验难以准确提取故障特征的难题,提出了一种优化自适应白噪声平均总体经验模态分解(OCEEMDAN)与卷积神经网络(CNN)联合的故障诊断方法。采用自适应白噪声平均总体经验模态分解(CEEMDAN)算法对原始信号进行分解,分形维数筛选最佳分量,奇异值(SVD)降噪优化,输入CNN实现故障诊断,分别与EMD-CNN、EEMD-CNN及CEEMDAN-CNN方法进行对比。结果表明：该方法在不同工况下均具有较高的识别率,突显了良好的鲁棒性与泛化性。     

基于VMD与粒子滤波的滚动轴承故障诊断

针对旋转设备工作环境复杂,难以提取轴承故障特征信息的问题,提出基于变分模态分解(VMD)和粒子滤波的故障诊断方法。首先,对原始振动信号进行VMD分解,得到有限个具有稀疏特性的固有模态函数(IMF);其次,利用基于峭度、相关系数、能量比的综合评价指标P,筛选最能反映原始信号故障特征的模态分量进行重构;最后,对重构故障特征分量进行粒子滤波,消除VMD残留的非线性、非高斯噪声后,利用包络谱分析故障类型。通过对实验轴承振动信号的分析,验证了该方法的准确性和有效性。     

CQPSO-BP算法在风电机组齿轮箱故障诊断中的应用

为实现风电机组齿轮箱故障模式的有效识别,提出一种基于混沌量子粒子群优化BP神经网络(CQPSOBP)的故障诊断方法。在该算法中,利用混沌序列来初始化粒子的初始角位置,可提高种群的遍历性;通过引入变异操作,避免算法陷入早熟收敛,并依此来对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化。实例表明,同粒子群优化BP神经网络(PSO-BP)与BP网络的诊断结果相比,CQPSO-BP算法具有收敛速度快、识别精度高的优点,可有效用于风电机组齿轮箱的故障诊断系统中。     

基于IMF-MFDE和GRU的水电机组故障诊断

针对水电机组振动信号非平稳、非线性及强噪声的特点,提出了一种IMF多尺度波动散布熵(MFDE)结合门控循环单元(GRU)的故障诊断方法。首先,采用跳蛛优化算法(JSOA)寻找变分模态分解(VMD)最优参数,达到振动信号最佳分解降噪效果;其次,对分解得到的本征模态函数(IMF)进行重构,计算有效IMF的多尺度波动散布熵(MFDE)作为故障特征向量;最后,将特征向量输入GRU构建水电机组故障识别器。所提方法对实际水电站机组故障样本数据的故障识别率达97.83%,验证了该方法的有效性。     

基于ADQPSO-KELM风电功率短期预测模型的研究

为了改善传统风电功率预测方法中误差较大且稳定性较差的问题,引入量子粒子群(QPSO)优化算法、自适应早熟判定准则及混合扰动算子,构建了自适应扰动量子粒子群(ADQPSO)优化算法,通过ADQPSO算法对核极限学习机(KELM)模型进行优化,建立了自适应扰动量子粒子群优化的核极限学习机(ADQPSOKELM)风电功率短期预测模型,并利用内蒙古高尔真风电场采集的风电功率时间序列数据为试验样本进行48h预测分析。结果表明,ADQPSO-KELM风电功率短期预测模型与其他基于KELM优化的风电预测模型及传统风电预测模型相比,其预测的误差更小、准确度更高,且预测稳定性显著增强。     

基于AVMD和WDK的风电齿轮箱轴承复合故障诊断方法研究

针对强背景噪声下轴承微弱复合故障特征提取困难的问题,提出一种基于自适应变分模态分解（AVMD）和优化的Wasserstein距离指标（WDK）的风电齿轮箱轴承复合故障诊断方法。首先,引入自适应学习粒子群优化算法（ALPSO）,以平均包络熵作为ALPSO的适应度函数来搜索变分模态分解的最佳影响参数,从而构造AVMD;其次,结合Wasserstein距离（WD）和峭度优点,提出WDK指标筛选有效模态分量,并对筛选的有效模态分量进行重构;然后,通过对重构信号进行包络谱分析实现轴承复合故障的诊断;最后,将所提AVMD-WDK方法应用于某风场2 MW风电齿轮箱轴承振动信号的故障诊断。结果表明,该方法能有效提取轴承的微弱故障特征,实现轴承复合故障的精确诊断。     

基于自适应高频谐波LMD法的风电机组故障诊断

针对实际应用中局部均值分解(LMD)法存在的模态混叠问题,提出了自适应高频谐波LMD法.分析了信号中异常事件对求取包络函数和均值函数的影响,将构造的自适应高频谐波加入到原始信号中,通过改变原始信号的极值点位置来抑制模态混叠现象.对含有典型异常事件的信号进行了自适应高频谐波LMD法和ELMD法仿真实验对比,验证了该算法的有效性和优越性.将该算法应用于风电机组传动系统故障诊断中,结果表明:采用该算法后,原有的模态混叠状况得到明显改善,并成功提取出轴系不平衡故障特征,可为风电机组故障诊断提供参考.     

基于粒子群优化BP神经网络的风电机组齿轮箱故障诊断方法

提出了一种基于粒子群优化BP神经网络风电机组齿轮箱故障诊断方法。粒子群算法不需要计算梯度,可以兼顾全局寻优和局部寻优。利用粒子群算法对BP网络权值和偏置进行优化,减少了BP神经网络算法陷入局部最优解的风险,提高了神经网络的训练效率,加快了网络的收敛速度。考虑风电齿轮箱振动信号的不确定性、非平稳性和复杂性,提取功率谱熵、小波熵、峭度、偏度、关联维数和盒维数作为故障特征。经测试,算法诊断结果正确,表明了PSO优化BP神经网络用于风电机组齿轮箱故障诊断的有效性和实用性。     

基于Hilbert和CA-VMD的风电机组叶轮不平衡故障电信号特征提取方法

针对风电机组叶轮系统故障的非线性、非稳定性和耦合性使早期微弱故障特征频率处于强背景噪声下难以提取的问题,并考虑到传统故障信号采集方法存在的局限性,从电信号入手,提出了一种基于希尔伯特变换和变分模态分解相关性分析（CA-VMD）的风电机组叶轮系统不平衡故障的电信号特征提取方法。首先,针对传统频域分析方法直接对故障电信号进行分析而无法提取故障特征频率的问题,引入Hilbert变换解调出故障调制信号;然后,针对强背景噪声下早期微弱故障特征难提取的问题,引入变分模态分解将故障调制信号分解,并通过相关性分析剔除噪声分量;最后,重构故障调制信号并提取故障特征频率,提高了原始故障信号的信噪比。通过仿真分析,证明了所提方法的有效性。     

基于SR-WT的输电线路双端故障定位方法

电力系统中行波在传输过程中往往伴随着大量的高频噪声,导致进行故障测距时信号波头不易识别,从而产生测距误差。对此,提出一种基于随机共振和小波变换(SR-WT)的故障测距方法,即先通过随机共振处理含噪信号,将噪声的能量转移到行波信号上,从而实现初步减弱噪声信号提高行波信号的功能;再通过小波变换进一步分解得出所需行波信号波头信息,进而通过双端法进行故障测距。仿真试验结果表明,该方法能够在强噪声干扰下准确提取出所需的行波信号信息,有利于提高测距精度。     

基于变分模态分解和交叉小波变换的柴油机失火故障诊断

针对强噪声干扰下柴油机失火故障难以诊断的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与交叉小波变换(cross wavelet transform,XWT)的柴油机失火故障诊断方法。该方法首先通过VMD将缸盖振动信号进行分解、自适应消噪及信号重构,再利用XWT对任意两个连续工作循环信号进行时频相关分析,进一步消除振动信号中的干扰噪声以提取柴油机燃烧特征,最后通过计算时频空间各缸能量占比进行柴油机失火故障诊断。通过对仿真信号分析及柴油机失火故障诊断,结果表明:该方法可以消除强噪声干扰,提取柴油机燃烧周期瞬态振动冲击特征,有效地识别柴油机失火故障。     

基于VMD和卷积深度信念网络的风电机组行星齿轮箱故障检测

针对传统的故障诊断方法面对风力发电机组行星齿轮箱振动信号时处理范围有限的问题,提出了一种基于VMD和卷积深度信念网络相结合的智能诊断方法,首先利用VMD对原始信号进行分解,基于峭度准则提取出冲击含量较大的本征模态函数,将特征信息明显的分量融合在一起组成多通道的输入,然后利用卷积深度信念网络进行特征提取,最后将特征输入到分类器中进行故障识别分类。试验结果表明,该方法可准确地对风电机组行星齿轮箱不同的工作状态和故障种类进行识别与分类。     

基于CEEMDAN与CBBO-SVM的汽轮机转子故障诊断研究

为了提高汽轮机转子故障诊断的准确率和识别效率,提出了一种基于CEEMDAN(自适应噪声完备集合经验模态分解)和CBBO(混沌生物地理学优化算法)优化SVM(支持向量机)相结合的故障诊断方法。首先利用CEEMDAN对转子振动信号进行分解,提取PE(排列熵)作为故障特征值,并构造特征向量;其次将混沌理论引入到BBO(生物地理学优化算法)中,得到CBBO,通过CBBO优化SVM得到诊断模型的最优参数。最后通过ZT-3转子试验台模拟汽轮机转子故障,利用得到的4种状态下的试验数据验证优化模型的有效性与先进性。结果表明:CBBO优化SVM模型可以准确、高效地对汽轮机转子进行故障诊断;与CPSO(混沌粒子群算法)优化SVM模型相比,该方法的故障诊断准确率和识别效率更高。     

基于SHSVD-AS的风电齿轮箱故障诊断

针对传统的硬阈值奇异值分解降噪法（HSVD）阈值选取主观性较强、自适应性较弱、易丢失信号特征的问题，首先提出一种自适应的硬阈值选取算法；其次，利用一种非等量最优权值收缩的软阈值奇异值分解降噪（SSVD）方法，并结合HSVD，形成一种混合阈值的奇异值分解（SHSVD）降噪方法；最后再结合所提出的一种幅值抑制（AS）算法用于突出信号的故障冲击特征SHSVD-AS。利用该方法对风电传动系统齿轮箱故障信号进行分析，仿真、实测信号的结果均表明，在强噪声环境下，相较于传统的HSVD、VMD-HSVD方法，SHSVD-AS在风电齿轮故障诊断上性能较好。