基于支持向量机的滚动轴承性能退化评估方法

由于损伤积累,轴承的性能会逐渐退化,为准确地评估滚动轴承性能退化状态,提出了一种基于支持向量机和小波包分解的方法。并利用具有不同故障程度的滚动轴承的振动信号,对该方法进行了验证。评估结果表明,该方法可以准确地评估轴承的性能退化程度。     

小波支持向量机在结构损伤识别中的应用研究

基于小波框架理论和支持向量核函数的条件,引入非线性小波基函数构造支持向量机（SVM）的核函数．得到一种具有较强泛化能力的紧致型小波支持向量机。对结构在环境脉动下的反应信号进行小波包分解,利用“能量一损伤状态”的特征提取方法得到特征向量,并作为紧致型小波支持向量机的输人进行训练和分类检验,提出了一种基于完全小波支持向量机的结构损伤识别方法。以一空间单层网壳结构为检测和诊断对象,用该方法对结构的损伤位置和程度进行识另口和分类具有较高的精度,同时该方法具有面向工程实际应用、成本低和分析简便等特点。     

基于果蝇优化算法-小波支持向量数据描述的滚动轴承性能退化评估

针对支持向量数据描述(SVDD)算法对滚动轴承早期故障不敏感、参数选择困难的问题,提出了一种基于果蝇优化算法-小波支持向量数据描述(FOA-WSVDD)的滚动轴承性能退化评估方法。提取滚动轴承早期无故障振动信号的时域、时频域特征向量,并基于单调性进行特征选择;针对现有核函数对滚动轴承早期故障不敏感问题,将小波核函数引入到SVDD算法中;针对SVDD算法参数选择困难的问题,以支持向量个数与总样本数的比值作为适应度函数,采用改进的FOA算法对其核参数进行优化,建立FOA-WSVDD评估模型;最后,将轴承后期振动数据的特征向量输入到该WSVDD模型中,得到轴承的性能退化指标。试验结果表明,采用所提方法能准确地对轴承早期故障作出预警,与基于高斯核函数的SVDD算法相比,提前了17h。     

基于模糊信息粒化与小波支持向量机的滚动轴承性能退化趋势预测

针对滚动轴承的性能退化指标及其波动范围难以有效预测的问题,提出了一种基于模糊信息粒化与小波支持向量机的滚动轴承性能退化趋势预测方法。首先以一定的时间间隔采集滚动轴承运行过程中的振动信号序列,提取各个振动信号序列的特征指标,对特征指标序列进行模糊信息粒化,进而提取各个粒化窗口的有效分量信息;随后通过构建小波支持向量机对各个指标分量分别建立预测模型,实现对滚动轴承性能退化指标的退化趋势及波动范围的预测。实验结果表明,该预测方法可以有效跟踪滚动轴承性能衰退指标的变化趋势,并对其指标的波动范围进行有效预测。     

小波包熵在设备性能退化评估中的应用

开展设备性能退化评估研究,是制定主动设备维护策略、降低设备维护费用的基础。在设备性能退化过程中,信号成份会逐渐复杂化。本文提出利用小波包熵监测信号的复杂性变化,从而为设备性能退化评估提供可靠的特征向量。为了研究性能退化过程中振动信号的小波包熵的变化规律,使用裂纹转子动力学模型模拟了转子裂纹逐渐增加的过程,并使用仿真数据计算了各个状态下的小波包能量熵和小波包奇异值熵值。分析结果表明,随着转子性能退化程度的加深,小波包熵值逐渐增加,且对于性能恶化的突变较为敏感。     

支持向量机和小波包分析下的轴承故障诊断

简要介绍了支持向量机和小波包分析理论,在此基础上提出将故障信号经小波包分解后各子频带信号能量与信号总能量之比作为故障特征并构造特征向量作为SVM分类器的输入,实现故障状态的诊断。设计实验进行验证,在转子实验台上测得滚动轴承各种状态下的振动信号,经小波包分解后计算各子频带相对能量作为实验数据。将数据分为训练样本较多和训练样本较少两组数据集,分别使用四种不同核函数和一对一与一对多两种算法进行故障状态分类计算,以了解其对SVM分类性能的影响,最后与BP神经网络分类结果比较,对比SVM分类器与传统故障诊断方法的优缺点。     

小波包分析和支持向量机在刀具故障诊断中的应用

利用小波包分析技术适于对非平稳信号进行特征提取和支持向量机在小样本情况下具有较强分类能力的特点,提出了一种基于小波包分析和支持向量机相结合进行刀具切削故障诊断的方法.该方法采用小波包分析对其提取特征向量,利用支持向量机故障分类器实现对刀具切削故障分类.试验结果表明,小波包分析和支持向量机能对刀具故障进行有效诊断,故障预报正确率为90%.     

基于支持向量机工具的性能劣化建模方法

针对基于故障数据的数控装备可靠性研究中的小样本问题,提出了建立基于支持向量机的性能劣化模型.在研究支持向量机的建模理论和参数优化方法的基础上,将最小二乘法支持向量机工具LSSVM.M应用于性能退化数据处理,提出一种改进的参数选择方法,以提高拟合和预测准确性.通过实例,验证了该方法的可行性,并建立了数控机床加工精度的性能劣化模型,为可靠性评估奠定了基础.     

支持向量机原理及展望

支持向量机(SVM)是90年代中期发展起来的基于统计学习理论的一种机器学习方法,通过寻求结构化风险最小来提高学习机泛化能力.实现经验风险和置信范围的最小化,从而达到在统计样本量较少的情况下,亦能获得良好统计规律的目的.该方法不但算法简单.而且具有较好的"鲁棒"性,与神经网络相比,它的优点是训练算法中不存在局部极小值问题.在解决小样本、非线性及高维模式识别问题中表现出许多特有的优势,并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中,现在已经在许多领域取得了成功的应用.     

改进投票策略的Morlet小波核支持向量机及应用

主要研究了现有支持向量机存在的问题,提出基于贝叶斯优化投票策略和Morlet小波作为核函数的改进方法.通过贝叶斯优化改进支持向量机分类投票策略,实现对不可分区域数据的有效分类.通过建立Morlet小波核支持向量机,使向量机更加适合冲击非线性信号的分类,并用一个滚动轴承的实例说明方法的鲁棒性和可靠性.     

基于小波包分解和支持向量机的机械故障诊断方法

提出应用小波包分解和支持向量机进行机械故障诊断的方法。该方法将振动信号小波包分解后的频带能量作为特征向量,输入到由多个支持向量机构成的多故障分类器中进行故障识别和分类。试验结果表明,与神经网络相比,采用支持向量机进行故障诊断可以获得更高的诊断精度,表明该方法是有效的、可行的。     

SOFT SENSING MODEL BASED ON SUPPORT VECTOR MACHINE AND ITS APPLICATION

Soft sensor is widely used in industrial process control. It plays an important role to improve the quality of product and assure safety in production. The core of soft sensor is to construct soft sensing model. A new soft sensing modeling method based on support vector machine (SVM) is proposed. SVM is a new machine learning method based on statistical learning theory and is powerful for the problem characterized by small sample, nonlinearity, high dimension and local minima. The proposed methods are applied to the estimation of frozen point of light diesel oil in distillation column. The estimated outputs of soft sensing model based on SVM match the real values of frozen point and follow varying trend of frozen point very well. Experiment results show that SVM provides a new effective method for soft sensing modeling and has promising application in industrial process applications.     

PENETRATION QUALITY EVALUATION IN ROBOTIZED ARC WELDING BASED ON SUPP0RT VECTOR MACHINE

A quality monitoring method by means of support vector machines (SVM) for robotized gasmetal arc welding (GMAW) is introduced. Through the feature extraction of the welding process signal,a SVM classifier is constructed to establish the relationship between the feature of process parametersand the quality of weld penertration. Under the samples obtained from auto parts welding productionline, the learning machine with a radial basis function kernel shows good performance. And thismethod can be feasible to identify defect online in welding production.     

SENSITIVITY ANALYSIS FOR ROLLING PROCESS BASED ON SUPPORT VECTOR MACHINE

A method for the calculation of the sensitivity factors of the rolling process has been obtained by differentiating the roll force model based on support vector machine. It can eliminate the algebraic loop of the analytical model of the rolling process. The simulations in the first stand of five stand cold tandem rolling mill indicate that the calculation for sensitivities by this proposed method can obtain a good accuracy, and an appropriate adjustment on the control variables determined directly by the sensitivity has an excellent compensation accuracy. Moreover, the roll gap has larger effect on the exit thickness than both front tension and back tension, and it is more efficient to select the roll gap as the control variable of the thickness control system in the first stand.     

基于支持向量机和模态频率的结构损伤诊断

支持向量机（support vector machine,SVM）是一种基于统计学习理论的机器学习算法,能够较好地解决小样本的学习问题。文中介绍支持向量机回归算法,并应用于结构损伤诊断领域;构造基于模态频率的损伤标识量,作为特征参数训练支持向量机实现对结构损伤的定位和程度标识;最后以梁的损伤识别为例进行验证。结果表明,支持向量机在结构损伤诊断领域中具有很好的应用前景。     

CLASSIFICATION OF GEAR FAULTS USING HIGHER-ORDER STATISTICS AND SUPPORT VECTOR MACHINES

Gears alternately mesh and detach in driving process, and then working conditions of gears are alternately changing, so they are easy to be spalled and worn. But because of the effect of additive gaussian measurement noises, the signal-to-noises ratio is low; their fault features are difficult to extract. This study aims to propose an approach of gear faults classification, using the cumulants and support vector machines. The cumulants can eliminate the additive gaussian noises, boost the signal-to-noises ratio. Generalisation of support vector machines as classifier, which is employed structural risk minimisation principle, is superior to that of conventional neural networks, which is employed traditional empirical risk minimisation principle. Support vector machines as the classifier, and the third and fourth order cumulants as input, gears faults are successfully recognized. The experimental results show that the method of fault classification combining cumulants with support vector machines is very e     

基于支持向量机的往复泵泵阀故障诊断方法

提出一种基于支持向量机的往复泵泵阀故障诊断方法。该方法将泵阀振动信号的小波包变换系数作为特征向量，输入到由多个支持向量机构造的一个多值分类器中进行故障模式分类。试验结果表明，该方法不仅可以对发生故障的单个泵阀进行诊断，而且还能对同时发生故障的多个泵阀进行诊断。与常用的人工神经网络方法比较，该诊断方法具有更好的有效性、鲁棒性和推广性，在机械设备故障诊断中有很好的应用前景。     

基于最小二乘支持向量机退化数据的可靠性评估

传统的可靠性评估依赖于产品的失效数据,需要大量的统计数据和试验样本,试验周期长、费用高。针对这一问题,提出了在不需要失效数据的前提下,通过性能退化数据进行可靠性评估的方法。方法建立了基于最小二乘支持向量机的性能退化模型,并用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型参数进行了寻优,给出了优化结果和可靠性评估过程。最后通过实例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于提升小波包变换和集成支持矢量机的早期故障智能诊断

为了解决机电设备早期故障难以正确识别的问题,有效地提高分类的准确率,提出一种基于提升小波包变换和集成支持矢量机的早期故障智能诊断新方法。首先,该方法采用提升策略构造基于冲击故障信号特征的双正交小波,借助提升小波包变换提取信号的敏感频带特征,从而通过对敏感频带中的小波包系数进行包络解调分析检测出故障特征频率。其次,通过距离评估技术从原始信号和小波包系数的统计特征中选取最优特征集。最后,将最优特征输入到集成支持矢量机中,实现对不同故障类型的识别。将该方法应用于滚动轴承的早期故障诊断中,测试结果表明,该方法能够有效地提取故障特征,具有比单一支持矢量机更好的分类性能,故障诊断准确率更高。