基于多尺度排列熵和IWOA-SVM的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承信号表现出的非线性和非平稳性特征问题,合理的特征选择可提高故障诊断率,提出基于多尺度排列熵(MPE)与改进鲸鱼算法(IWOA)优化支持向量机(SVM)的故障诊断模型。首先,通过变分模态分解(VMD)进行信号降噪预处理,计算多尺度排列熵进行信号特征重构;其次,引入惯性动态权重对鲸鱼算法进行改进,通过训练SVM参数,建立IWOA-SVM故障诊断模型;最后用美国凯斯西储大学轴承数据集进行仿真。结果表明,相较于多尺度熵,MPE可表征的故障特征信息更加丰富,故障识别率提高了2.1%;与同类优化算法相比,采用IWOA对SVM进行优化的故障诊断模型,收敛速度快、训练时间短、故障识别精度高,可对滚动轴承进行有效诊断。     

基于多尺度排列熵和改进多分类相关向量机的滚动轴承故障诊断方法

针对传统的时域、频域和时频域参数提取方法,难以从滚动轴承振动信号中提取出丰富的故障特征问题,提出通过多尺度排列熵提取故障特征,并结合改进的多分类相关向量机进行故障诊断的方法。由于多分类相关向量机的核函数参数不具有自适应选择的能力对故障诊断精度有较大影响,通过一种新智能优化算法-蝗虫优化算法改进多分类相关向量机,实现多分类相关向量机的自适应优化故障诊断。采用美国西储大学的试验数据验证表明,提出的优化故障诊断模型能够实现滚动轴承不同类型的故障诊断和不同故障程度的辨识,与粒子群优化多分类相关向量机的故障诊断模型相比,提出的故障诊断模型准确率达到了100%。     

基于多尺度熵分析与改进SVM的变压器故障识别

为解决传统变压器故障识别方法提取故障特征难度大、识别准确率低等问题,提出基于多尺度标准差模糊熵( SDMFE) 和哈里斯鹰算法(HHO)优化支持向量机(SVM)的故障识别方法。 首先,采用基于模糊熵的多尺度分析法量化变压器振动信号 复杂的动态特性,提取多时间尺度下的故障特征。 随后,将利用 SDMFE 获得的故障特征输入 SVM 分类器识别变压器不同的故 障。 同时,为了提升 SVM 的识别性能,引入 HHO 算法以自适应、准确地选择 SVM 参数。 最后,利用变压器实测振动信号进行 了对比试验。 与不同的信息熵、不同的优化策略和不同的分类器相比,所提方法取得 98. 56%的最高识别准确度和最好的识别 稳定性。 结果表明所提方法能够有效提取故障敏感特征和准确识别变压器故障状态。     

基于改进多尺度散布熵的电机典型故障信号诊断

为了提高电机振动信号的特征提取能力,设计基于改进多尺度散布熵的电机故障信号诊断方法。构建了改进多尺度散布熵(IMDE)算法来提取特征参数,以PSO优化SVM分类器完成故障的分类过程。研究结果表明:SVM相对ANN与k-NN获得了更高的分类精度,实现了SVM分类性能的显著提升,PSO-SVM的准确率能够达到100%,具备更优分类性能。设计了一种可以只提供少量训练样本的条件下实现100%准确率,能够获得比其它传统故障分析方法更优结果。     

基于EEMD模糊熵和支持向量机的轴承故障诊断方法

电动机轴承的振动信号具有不平稳、非线性和高噪声等特点.在轴承故障的情况下,通过原始信号或部分时域特征参数不易准确判断故障位置.为解决此问题,在考虑时域特征的基础上,进一步通过集成经验模态分解(EEMD)和模糊熵进行特征参数提取.将轴承在正常、内滚道故障、滚动体故障以及外滚道的三个方向故障状态下的振动信号通过集成经验模态...     

基于DPSO-MKELM算法的风机齿轮箱轴承故障诊断

基于离散粒子群优化算法(DPSO)与基于多尺度小波核函数的核极限学习机(MKELM),提出了一种新型的DPSOMKELM算法用于风机齿轮箱故障诊断。首先,针对PSO算法过早收敛,易陷入局部最优的缺点,提出改进DPSO算法,在迭代过程中,通过调节权重因子和学习因子,降低算法过早收敛概率,减少优化结果陷入局部最优状态的可能。其次,提出一种基于多尺度小波核函数的核极限学习机(MKELM),利用不同尺度小波核函数叠加构造核极限学习机。最后将两种算法有机结合,提出一种新型的DPSO-MKELM算法,用于风力轴承的故障诊断。通过实际数据的算例验证,新算法具有更高的分类精度和较快的收敛速度。     

基于IMHSA-MSCNN-BiLSTM的风机轴承故障诊断

由于风力发电机组的非平稳运行条件和周围恶劣的工作环境,风机轴承故障振动脉冲特征易被随机噪声干扰所淹没,这给准确检测滚动轴承故障造成了挑战。为了降低随机干扰对后续特征提取的影响和算法复杂度,提出了一种改进多头自注意力机制（IMHSA）-多尺度卷积网络（MSCNN）-双向长短期记忆网络（BiLSTM）的风机轴承故障诊断方法。首先,由周期空洞自注意力和局部自注意力组成的IMHSA对特征进行增强,以减少随机干扰影响及特征增强过程中的时间消耗;然后,利用MSCNN-BiLSTM网络提取故障信号中的空间特征与长期依赖特征;最后,经全连接层和Softmax层输出风机轴承故障诊断结果,并采用实验台滚动轴承实际运行数据进行算例分析,通过与领域内其他同类方法的对比,验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于VMD去噪及多尺度模糊熵的管道小泄漏研究

针对天然气管道微小泄漏信号的特征在单一尺度上难以全面提取的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)与多尺度模糊熵(MFE)结合的管道小泄漏信号识别方法.首先使用VMD算法对管道负压波信号进行降噪处理,通过欧氏距离(ED)法评估确定VMD分解的有效模态并对其进行重构,以重构信号信噪比最高原则确定VMD分解的模态个数;将多...     

基于瞬时能量熵和SVM的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障振动信号的非平稳特性和难以获得大量实际故障样本的情况,提出了一种基于经验模式（EMD）分解的新型故障特征撮方法,并与支持向量机（SVM）相结合实现滚动轴承的故障诊断.该方法首先将振动信号进行小波包降噪,再对去噪信号进行EMD分解,求解分解后各单元的瞬时能量变化,取瞬时能量变化的熵值组成特征向量,最后将其作为支持向量机的输入实现滚动轴承故障分类.经过实验验证,该方法能够有效的识别轴承正常状态、内圈故障、外圈故障以及滚珠故障.     

采用交叉熵支持向量机和模糊积分的电网故障诊断

为了解决分布式电网故障诊断中局部电网内部故障和相邻区域联络线故障的诊断问题,采用交叉熵支持向量机(cross entropy support vector machine,CE-SVM)的改进方法,提出一种基于后验概率输出的CE-SVM和模糊积分动态融合的大电网故障诊断策略。首先通过网络分区算法将电网分割成连通且计算负担平衡的子区域;采用历史数据离线训练各局部CE-SVM模块,根据故障报警信息选择性触发局部CE-SVM实现局部电网内部的故障诊断;利用模糊密度动态调节算法构建模糊积分环节,关联融合相连区域CE-SVM模块关于联络线故障的后验概率输出,实现联络线故障的综合决策。该方法不仅可以应对局部网络内部的故障诊断,也可以有效处理相邻区域间联络线的故障诊断问题。仿真结果看出:所得到的诊断结论正确,并且对于处理保护器和断路器报警信息丢失或不正确动作的情况具有较好的容错性。     

基于EEMD排列组合熵的SVM转子振动故障诊断研究

对汽轮机转子故障状态进行准确判别一直是工程领域研究的重点。在使用支持向量机作为模式识别方法进行故障诊断的过程中,提取能明显区别不同故障的信号特征参数,构建高质量的样本可以较大提高支持向量机（support vector machine,SVM）模型的分类正确率。针对此问题,提出一种总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)、排列组合熵和SVM相结合的汽轮机转子振动多故障诊断方法。方法首先引入有向无环图建立了多故障诊断模型,利用EEMD将振动信号分解成单一无混叠的内禀模态函数（intrinsic mode function,IMF）分量,然后计算对振动信号变化非常敏感的IMF排列组合熵作为特征向量,并应用到有向无环图SVM进行多故障状态识别。实验结果表明,该方法实现了汽轮机转子的振动多故障诊断,同时与基于EEMD能量法提取的特征向量进行对比,通过实验证明,该方法具有更加准确的识别率。     

基于参数优化VMD和多尺度模糊熵的星-三角接法FS-PMM匝间短路故障诊断方法

星-三角（Y-Δ）接法多层绕组结构可以抑制分数槽永磁电机电枢磁场的低次谐波磁动势,提高电机运行效率。但其结构较常规Y接法双层绕组结构更为复杂,发生匝间短路的风险更高。首先,建立Y-Δ接法分数槽永磁电机(FS-PMM)发生匝间短路的电路模型,推导出故障发生后电机三相电流,分析出三相故障电流会受匝间短路位置的影响。其次,利用自适应权重和柯西-高斯变异策略对鲸鱼捕食优化算法进行改进,用于优化变分模态分解参数,提出一种参数优化的变分模态分解算法对电流信号进行处理。最后,通过计算电流和电磁转矩的多尺度模糊熵,提出Y-Δ接法FS-PMM匝间短路故障诊断方法。该方法故障诊断准确率达到95%以上,并可以对Y接法部分和Δ接法部分的匝间短路故障进行有效区分。     

基于支持向量机和交叉验证的变压器故障诊断

为及时监测变压器潜伏性故障和准确诊断故障,提出基于优化惩罚因子C参数的支持向量机算法（C-SVC：C-support vector classification）和交叉验证算法相结合的变压器故障诊断方法。该方法利用变压器在故障时产生的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的体积分数数据建立训练集和测试集。在训练集中,该方法能自动优化出（寻找最佳）支持向量机的核函数的参数γ和惩罚因子C,利用优化的参数对训练集进行训练,可得到最佳的支持向量机模型,并用该模型对测试集进行分类,从而诊断出变压器的故障类型。变压器故障诊断实例分析结果证明,该方法可行,有效,且具有较高的故障诊断准确率。     

基于多分辨率奇异谱熵和支持向量机的断路器机械故障诊断方法研究

根据高压断路器机械振动信号的特点,提出一种基于多分辨率奇异谱熵的信号特征提取方法,并以此特征向量作为支持向量机的输入对断路器机械状态进行识别。多分辨率奇异谱熵是在信息熵模型的基础上,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合的一种信息处理方法,用信号的奇异谱熵作为特征向量更能体现断路器在不同机械状态下的不同特征。利用交叉检验和粒子群优化方法来对支持向量机模型中的参数进行寻优。通过对断路器实际振动信号分析表明,该方法能对断路器故障进行准确诊断分类。     

基于SSI-MSVM的调相机轴承故障诊断方法

随着新能源的并网与特高压直流输电的发展,电网对无功调节的要求也逐步提高,因此大型调相机再次被投入使用。为了便于对调相机轴承进行故障诊断,提出了一种基于随机子空间识别(SSI)和多核支持向量机(MSVM)的故障诊断方法。在调相机轴承外侧表面不同的位置利用振动传感器采集振动信号,利用随机子空间模型进行特征提取,再根据高斯支持向量机和多核学习方法构造MSVM,然后将提取出的特征数据输入MSVM进行故障诊断。试验结果证明,基于SSI-MSVM的故障诊断方法能够适用于调相机轴承,且可以成功对故障进行辨识。     

基于ICEEMDAN多尺度模糊熵和MVO-KELM的变压器绕组铁心机械故障诊断

针对变压器绕组铁心机械故障诊断精度不足的问题,提出了一种基于改进自适应白噪声完整集成经验模态分解(ICEEMDAN)多尺度模糊熵(MFE)和多元宇宙优化算法优化核极限学习机(MVO-KELM)的变压器绕组铁心机械故障诊断方法。首先,为了避免虚假模态分量的产生,采用改进的ICEEMDAN对变压器原始振动信号进行分解。其次,利用Pearson相关系数法选取相关性最高的模态分量,并计算其MFE值。然后,将MFE值作为特征量构建特征数据集,并利用MVO优化KELM的核参数和正则化系数。最后,将特征数据集输入所建MVO-KELM模型进行分类识别,实现高准确率诊断目标。试验结果表明,所提方法具有优秀的诊断精度和稳定性,能够精确诊断变压器绕组铁心不同松动程度的故障,诊断准确率达到了99%以上,可为变压器现场检修策略的制定提供一定的指导。     

凝汽器故障诊断的模糊交互熵算法

针对凝汽器故障诊断中的复杂性和不确定性,对凝汽器故障征兆集与故障论域进行改进。基于信息论中模糊交互测度(fuzzy cross entropy method,FCEM)的概念,提出一种广义的距离测度,计算凝汽器典型故障模糊模式与未知故障模糊模式之间的差异程度。通过对典型故障集的细化和扩充,提高了故障诊断的准确率。最后,将该方法用于600和300 MW火力发电厂汽轮机组凝汽器故障诊断中,结果表明该方法准确率达95%以上,且易于工程实现,证明了该方法的有效性。     

基于经验模态分解的高压断路器机械故障诊断方法

分析高压断路器机械振动信号的特性,提出一种以改进的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)能量熵和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的诊断高压断路器机械故障的方法,并给出了可行的诊断步骤和分析.首先利用经验模态分解方法将高压断路器的振动信号分解成一些相互独立的内禀模态函数"(intrinsic mode function,IMF),然后利用正常状态标准信号所得各固有内禀模态函数包络信号的等能量分段方式,实现对待测状态信号各IMF包络的时间轴分段,计算各待测信号IMF包络的能量熵向量,以此构造的经验模态分解能量熵向量作为支持向量机的输入向量.采用"次序二叉树"向量机分类,利用梯度法和交叉检验优化支持向量机模型参数.实验结果表明,该方法诊断高压断路器机械故障能取得良好的效果.     

基于改进鱼群算法和支持向量机的变压器故障诊断

电力变压器在整个体系中处于十分重要的地位,部件的运行概况和整个电网的稳定性具有密切联系。对电力变压器的故障诊断,工程实践中广泛采用的是油中溶解气体法,由于变压器故障样本比较少,属于小样本数据,而支持向量机能够较好地解决小样本的多分类问题,因此提出利用改进鱼群算法对支持向量机寻优得到全局最优解,得到具有最佳参数的支持向量机模型。通过数据实例分析得出,改进鱼群算法故障诊断模型比粒子群算法故障诊断模型和改良三比值法分类准确率高。     

基于小波—近似熵在风机故障诊断中的应用研究

风机振动信号是一种典型的非平稳时变信号,具有混沌特征。近似熵可用来描述系统运动的混乱或无规则程度。提出用小波系数区域相关性的滤波算法对原始数据进行降噪处理,用近似熵来定量描述机械设备故障的工作状态,进而对风机进行故障诊断。分析结果表明,风机在不同工作状态下所对应的近似熵有明显的区别,从而为机械设备状态监测与故障诊断提供了一种行之有效的新方法。