基于IMF聚合与SVD的城轨车辆牵引电机轴承故障诊断

为有效提取城市轨道车辆牵引电机轴承的故障特征,提出一种基于本征模式分量(IMF)聚合与奇异值分解(SVD)相结合的轴承故障诊断方法.该方法首先运用经验模式分解(EMD)将原始振动信号分解成一系列本征模式分量;其次在利用皮尔逊积矩法进行本征模式分量的筛选后将剩余的分量聚合重构,再将重构信号运用奇异值分解降噪;最后对降噪信号进行Hilbert谱分析,实现轴承故障特征向量的提取.城市轨道车辆牵引电机轴承实测数据的分析结果表明该方法能够有效提取故障特征信号,对轴承故障进行有效的诊断.     

敏感SVD和EEMD的故障诊断方法研究

在噪声干扰下有效提取振动信号所包含的微弱故障特征,是轴承故障诊断的关键问题,提出了一种基于敏感奇异值分解(SSVD)和总体平均经验模态分解(EEMD)的故障诊断方法.对时域振动信号进行敏感SVD分析,通过敏感因子选择反映故障冲击特征的敏感SVD分量,并利用定位因子定位分量信号所对应奇异值进行振动信号重构,以滤除噪声干扰;对降噪信号进行EEMD,根据峭度准则选取故障信息丰富的敏感固有模态分量(IMF),有效提取局部微弱故障信息;利用Teager-Kaiser能量算子(TKEO)计算故障信息的瞬时能量,并对其进行频谱分析,获取故障特征频率,以识别故障类型.方法应用于轴承故障诊断,实验证明了所提方法的有效性.     

煤机设备轴承故障诊断方法

煤机设备滚动轴承早期故障特征微弱,且易受载荷、工况等因素的影响而被噪声淹没,导致轴承故障诊断困难。现有研究大多采用单一算法处理轴承故障信号,故障特征提取精度和故障诊断准确性有待进一步提高。提出了一种融合局部特征尺度分解（LCD）和奇异值分解（SVD）的煤机设备轴承故障诊断方法：采用LCD方法将煤机设备轴承振动信号分解为若干个内凛尺度分量（ISC）,实现信号初步降噪;计算各ISC的香农熵,选择香农熵最小的ISC进行SVD,并构建SVD信号的奇异值差分谱,针对最大突变分量进行信号重构,实现信号增强去噪;对重构信号进行Hilbert包络解调,得到轴承故障特征频率,进而判断轴承故障。采用现场实测数据对基于LCD-SVD的煤机设备轴承故障诊断方法进行验证,结果表明,该方法可准确提取出轴承故障特征频率,从而实现煤机设备轴承早期故障诊断。     

基于SVD-AR模型与VPMCD的轴承故障诊断方法

针对强噪声背景下振动信号故障特征难以提取的问题,提出了基于奇异值分解的自回归(SVD-AR)模型,用于提取振动信号的特征,并与变量预测模型模式识别(VPMCD)方法相结合应用于轴承故障诊断.对轴承振动信号进行SVD;然后,利用奇异值差分谱对分量信号进行筛选,对能够反映故障信息的分量信号建立AR模型,提取轴承振动信号的特征信息;采用VPMCD对滚动轴承运行状态进行识别.实验证明了方法的合理性和有效性.     

基于振动信号能量熵的轴承故障诊断

轴承大量存在于机械设备当中,轴承的故障也是各种机械故障的主要原因。对轴承故障及时和准确的判断,可以有效地预防由轴承故障引起的事故,减少损失。基于此提出一种基于振动信号能量熵的轴承故障诊断的方法。轴承在不同的工作状态下,轴承振动信号的能量熵不同,也就是能量分布也是不同的,可以通过能量分布的不同判断轴承的状态。首先对轴承的振动信号进行总体平均经验模态分解EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition),获得若干个本征模函数IMF(Intrinsic Mode Function),然后计算本征模函数能量特征,将能量特征作为输入,可以建立相关向量机判断轴承的状态。通过实验验证,基于振动信号能量熵的故障诊断方法可以有效地应用于轴承的故障诊断。     

基于SVD-形态降噪的TKEO故障诊断方法研究

针对强噪声干扰背景下微弱故障特征信息难以提取的问题,提出了一种基于奇异值分解(SVD)-形态降噪的Teager能量算子(TKEO)故障诊断方法.首先对轴承振动信号进行SVD,对得到的分量信号进行形态滤波,以滤除噪声干扰;然后利用峭度准则对分量信号进行筛选,并对其进行重构;最后利用TKEO计算重构信号的瞬时能量,得到信号的能量谱,提取振动信号的特征.将提出的方法应用于滚动轴承故障分析,结果表明该方法能清晰地提取故障特征信息.     

基于奇异值差分谱分析和蚁群算法的小波阈值降噪

针对传统小波阈值去噪阈值选取的问题,将奇异值差分谱的方法与蚁群算法相结合运用到小波阈值降噪中,提出一种小波系数双阈值寻优方法.首先将待处理含噪信号进行多尺度小波分解;之后根据每级信号小波系数的奇异值差分谱分析得到寻优的目标函数;然后根据目标函数利用蚁群算法在每级的小波系数上进行阈值寻优;最后重构经过最优阈值量化规则处理的小波系数得到降噪信号.通过对仿真信号的降噪处理表明本方法对不同特点信号的降噪效果要好于传统阈值降噪方法;对滚动轴承以及深沟球轴承的振动故障信号的降噪处理验证了方法的可行性和适用性.     

K值优化的VMD在轴承故障诊断中的应用

由于机械设备实际运行状态下环境噪声的影响,轴承早期非平稳振动信号的故障特征难以有效提取。为此,将K值优化的变分模态分解引入轴承的早期故障诊断方法中。首先利用小波包降噪法对轴承实际振动信号进行降噪;然后利用K值优化的VMD算法,通过合理设置参数K,将降噪信号分解为若干本征模态分量,利用峭度值选取最佳分量;最后提取最佳分量的样本熵和排列熵组成特征向量,利用模糊C聚类识别轴承的故障类型。实验结果表明,该方法避免了信号的过分解,能有效提取振动信号特征,实现轴承的早期故障诊断。     

基于EEMD能量熵和混合算法的电机轴承故障诊断

针对提升机电机轴承振动信号的非平稳特性和单一粒子群算法(PSO) 优化径向基函数（RBF）神经网络时存在网络收敛速度慢和适应度值易陷入局部最小的缺点，提出基于集合经验模态分解（EEMD）能量熵和模拟退火粒子群混合算法（SAPSO）优化RBF神经网络的提升机电机轴承故障诊断方法。基于EEMD求取振动信号各固有模态函数分量的能量熵，并使用相关性分析方法剔除虚假的分量，把筛选后的有效数据作为故障识别的特征向量；利用模拟退火（SA）算法具有局部概率突跳的特性，将SA算法和PSO算法相结合，在优化RBF诊断模型隐含层参数时以实现不同算法间的优劣互补。仿真结果表明，使用SAPSO算法优化后的RBF神经网络模型在提升机电机轴承故障诊断中能够加快网络收敛速度和提升故障识别精度。     

一种旋转机械振动信号的有效消噪方法

提出了一种基于奇异值分解(SVD)、Mallat算法和经验模态分解的信号降噪方法.首先,采用香农熵判据寻求最佳小波分解,对带噪部分小波系数进行经验模态分解,提取出信号趋势分量;其次对小波系数剩余部分采用奇异值分解方法降噪,并根据奇异值差分谱自适应的选择奇异值进行重构,将重构后的信号和趋势项叠加作为新的小波系数;最后进行小波重构得到最终的消噪信号.运用模拟信号和齿轮箱断齿故障信号进行仿真,结果表明该方法能够准确地选择用于重构的奇异值个数,并能有效去除信号噪声,保留特征信号的细节信息,尤其对含有趋势项的故障特征有很大实用性.     

基于RFID加速度传感器标签的导线舞动在线监测

针对目前各种导线舞动无线监测方式存在高功耗、高成本和不适于长期监测的缺陷,提出了一种基于射频识别(RFID)加速度传感器标签的导线舞动长期在线监测的设计方案,设计了一种RFID加速度传感器标签结构,因其工作在无源模式下,可以实现导线舞动的长期在线监测.介绍了加速度信号的处理方式,提出了基于小波变换的趋势项去除算法.在实验室环境下,对加速度传感器标签进行了通信性能测试和模拟导线舞动监测实验.测试结果表明:标签通信性能良好;模拟实验结果表明:经过处理后得到的位移信号能够准确反映模拟导线的舞动情况,实现了导线舞动的在线监测.     

基于EMD和奇异值分解技术的滚动轴承故障诊断方法

提出了基于EMD(Empirical mode decomposition)和奇异值分解技术的滚动轴承故障诊断方法。采用EMD方法将滚动轴承振动信号分解成若干个基本模式分量(Intrinsic mode function，IMF)之和，并形成初始特征向量矩阵。然后对初始特征向量矩阵进行奇异值分解得到矩阵的奇异值，将其作为滚动轴承振动信号的状态特征向量，通过建立Mahalanobis距离判剐函数判断滚动轴承的工作状态和故障类型。实验数据的分析结果表明，本文方法能有效地应用于滚动轴承故障诊断。     

基于VMD-SVD的单向阀微弱故障诊断方法

针对大型往复式机械高压隔膜泵单向阀振动信号中的微弱故障特征难以提取,且磨损击穿故障、卡阀故障及正常状态振动信号难以识别的问题,提出一种基于变分模态分解和奇异值分解的单向阀微弱故障特征提取及诊断方法.首先对振动信号进行VMD分解,再借助能量百分比和方差贡献率筛选出包含丰富故障信息的模态IMF分量,其次对筛选后的IMF分量...     

Application of complete ensemble intrinsic time-scale decomposition and least-square SVM optimized using hybrid DE and PSO to fault diagnosis of diesel engines

Targeting the mode-mixing problem of intrinsic time-scale decomposition (ITD) and the parameter optimization problem of least-square support vector machine (LSSVM), we propose a novel approach based on complete ensemble intrinsic time-scale decomposition (CEITD) and LSSVM optimized by the hybrid differential evolution and particle swarm optimization (HDEPSO) algorithm for the identification of the fault in a diesel engine. The approach consists mainly of three stages. First, to solve the mode-mixing problem of ITD, a novel CEITD method is proposed. Then the CEITD method is used to decompose the nonstationary vibration signal into a set of stationary proper rotation components (PRCs) and a residual signal. Second, three typical types of time-frequency features, namely singular values, PRCs energy and energy entropy, and AR model parameters, are extracted from the first several PRCs and used as the fault feature vectors. Finally, a HDEPSO algorithm is proposed for the parameter optimization of LSSVM, and the fault diagnosis results can be obtained by inputting the fault feature vectors into the HDEPSO-LSSVM classifier. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed fault diagnosis approach can overcome the mode-mixing problem of ITD and accurately identify the fault patterns of diesel engines.     

基于EMMD和AR奇异值熵的故障特征提取方法研究

提出了一种基于EMMD(extremum field mean mode decomposition)和AR(auto-regressive)奇异值熵的故障特征提取方法。该方法在对故障信号的EMMD分解基础上,选取有限个固有模态函数(IMF,intrinsic mode function)的AR模型参数向量作为故障的初始特征向量矩阵,对初始特征向量矩阵求取奇异值熵,通过奇异值熵的大小表征故障类型。对转子故障数据的分析结果表明该方法能够有效地应用于非线性和非平稳故障信号的特征提取。     

基于蝙蝠算法优化相关向量机的轴承故障诊断方法

由于轴承振动信号具有复杂性和非线性,难以有效提取故障特征,影响故障诊断的准确率.为了提高故障诊断准确率,提出一种蝙蝠算法(BA)优化相关向量机(RVM)的轴承故障诊断方法.首先结合变分模态分解和多尺度熵从轴承振动信号中提取出故障特征,作为相关向量机的输入向量;接着采用蝙蝠算法优化相关向量机的核函数参数;然后训练相关向量...     

基于小波包和EMD的断路器机械故障诊断研究

以ZN63A-12型高压真空断路器为研究对象,针对处理高压断路器振动信号时单独使用小波包特征熵或经验模态分解(EMD)特征熵作为特征向量进行诊断正确率低的缺点,将高压断路器振动信号的小波包能量熵、经验模态分解能量熵、经验模态分解能量相结合作为特征向量,采用马氏距离判别法进行模式识别,实现对断路器两种机械故障模式的判别.实验结果表明,该方法准确率达97.40％,具有较高的实用价值.     

含未知输入观测器的广义系统故障诊断

基于未知输入观测器设计和故障诊断的概念,讨论含未知输入的Lipschitz条件下非线性广义系统传感器故障诊断问题。在非线性广义系统中,通过引入传感器的故障信号,重新构造非线性广义系统,设计基于未知输入观测器,在满足Lipschitz条件下,实现了传感器故障的检测与分离。给出数值仿真算例验证该算法的有效性。