齿轮箱故障诊断中的正交匹配追踪算法

为通过齿轮箱的振动信号进行故障诊断,应用正交匹配追踪算法对振动信号进行处理.齿轮箱的振动信号包含了齿轮箱运行状态特征,但同时也掺杂了大量噪声信号,总体呈现出非平稳性.齿轮箱故障诊断的关键是从齿轮箱的振动信号中剔除冗余信息,用少量特征信息准确的表达信号,完成对信号中故障特征的提取.传统的频域分析法,只能从频域图上定性的判断故障,无法做到定量判断.正交匹配追踪算法是一种定量提取特征的方法,在傅里叶正交基下对振动信号进行时域向频域的映射,在频域上定量的得到主要特征,再根据主成分分析思想,提取出3组主要特征点,将已知故障分类的信号特征与待检测信号的特征进行对比,通过频域的位置和幅值的两次比较,判断故障状态,实验证明该方法可以准确的判断出齿轮箱从正常状态到100%磨损的5个不同形态的特征,完成对齿轮箱的故障诊断和分类.     

基于支持向量机的MSPC方法及其应用

针对传统多变量统计过程控制（MSPC）方法在故障检测、故障原因分析和故障识别中的难点，提出了多元特征提取方法与基于支持向量机（SVM）的一类分类器设计、特征选择以及多类分类器设计方法相结合的一种完整的MSPC新方法.该方法在故障检测中可去除特征满足特定分布的假设前提，并可确定多个统计量的控制限；在故障原因分析中综合考虑故障对于各个变量大小的影响以及变量变化对于故障分类的重要性，提高了关键变量选择的准确性；并且故障识别是基于SVM对故障特征分类的优良特性，避免了传统判别法中经验准则的引入.上述方法在标准仿真平台Tennessee Eastman过程上结合主元分析（PCA）进行了应用，结果显示了其优越性.     

模拟电路故障诊断的改进分析

针对模拟电路故障诊断识别率较低的问题,文章结合模拟电路智能故障诊断流程的重要环节对特征选择、特征提取和诊断识别进行了改进分析。首先将支持向量机(support vectormachine,SVM)和传统特征选择算法相结合,改进了现有特征选择算法,接着将主成分分析(principle component analysis,PCA)和独立成分分析(independent component analysis,ICA)相结合提出双空间特征提取算法,并将双空间提取算法和融合特权信息支持向量机(SVM of learn-ing using privileged information,LUPI-SVM)算法相结合,提出基于双空间提取算法的融合特权信息支持向量机模拟电路故障诊断方法。最后对改进后方法进行了应用分析,通过对两个典型电路的仿真测试,验证了改进后方法的可行性和有效性,改进后方法提高了模拟电路故障诊断的性能。     

基于改进粒子群优化算法和CRNN的多类SVM分类

为了提高支持向量机(SVM)在多类分类中的分类效果,提出了一种基于改进粒子群优化(IMPSO)算法和协作式递归神经网络(CRNN)的多类SVM分类方法(IMPSO_CRNN_SVM算法).首先引入自适应惯性权重及自适应粒子变异,以此改进粒子群优化算法(PSO)在优化SVM参数过程中存在的容易陷入局部最优和早熟等问题; 然后基于多类SVM设计一个CRNN,并利用随机分配的训练集对该网络进行训练并构建最终决策函数,从而实现多类数据的“一次性”分类.最后利用3种数据集和实际应用对IMPSO_CRNN_SVM算法进行验证,结果表明IMPSO_CRNN_SVM算法的分类精度优于未进行参数优化的传统SVM算法、基本PSO 进行SVM参数优化的算法和未进行PSO参数优化的基于CRNN的多类支持向量机算法,因此IMPSO_CRNN_SVM算法具有一定的实用性.     

基于GA-PSO优化BP神经网络的压缩机气阀故障诊断

针对压缩机气阀故障信号非平稳性、非周期性的特点,提出一种基于主成分分析（PCA）和GA-PSO优化BP神经网络的压缩机气阀故障诊断方法。首先利用小波包分解提取出气阀故障的特征;然后故障特征向量通过PCA降维,降低网络的规模和计算时间。针对标准BP算法收敛速度慢且易陷入局部极小的缺点,引入一种GA-PSO算法用于BP神经网络的参数优化过程。最后以往复压缩机阀盖的振动信号作为信号源,通过故障诊断仿真测试,验证了PCA和GA-PSO-BP神经网络对压缩机气阀故障诊断具有可行性和有效性。     

PCA-CHMM在化工过程故障诊断中的应用

为了解决主元分析(principal component analysis，PCA)在故障分类方面的不足，提出一种结合PCA和连续隐马 尔可夫模型(continuous hidden Markov model，CHMM)的故障诊断方法.PCA对测量数据进行优化降维，用少数几个主元 表征过程主要变化信息，实现过程特征提取.但是PCA不能对这些过程变化信息进行有效的分类和识别，运用CHMM成熟的 时序模式分类能力能够较好地解决这个问题.通过Tennessee Eastman过程仿真验证了基于PCA和CHMM的故障诊断方法的性 能.     

基于纵横交叉算法优化BP神经网络的风机齿轮箱故障诊断方法

风电机组齿轮箱的运行工况比较复杂,容易发生故障. 针对常规BP（Back Propagation）神经网络故障诊断容易陷入局部最优的问题,提出一种基于纵横交叉算法（Crisscross Optimization Algorithm,CSO）优化BP神经网络的风电齿轮箱故障诊断新方法. 考虑到风电齿轮箱振动信号的波动性和非线性,首先从信号中提取故障特征参数,建立带评价因子的误差分析模型,然后通过纵横交叉算法优化BP的权值和阈值对神经网络进行训练,最后用训练好的神经网络对样本进行测试. 经实验仿真并与其他方法的对比,验证了本文方法用于风电机组故障诊断有效性及优越性.     

最小生成树SVM的模拟电路故障诊断方法

提出最小生成树的支持向量机模拟电路故障诊断方法,通过小波分解提取电路故障特征,在特征空间中以故障类的可分性测度为权值构造最小生成树,得到具有聚类属性的故障子类划分,从而优化故障决策树节点的分布。按照最小生成树的结构建立具有较大分类间隔的多分类支持向量机,能够有效地提高模拟电路故障诊断的正确率。该方法简化支持向量机的结构,在实例电路的故障诊断中获得更高的诊断精度和效率,其性能优于常用的支持向量机方法。     

一种基于RBF神经网络的非线性PCA故障检测方法

针对传统PCA(主元分析)故障诊断方法在非线性过程应用中存在的缺点,提出了一种基于RBF(径向基)神经网络的非线性PCA故障检测方法。首先,提出一个由两个RBF网络构成的非线性统计模型,其中第一个网络用于建立输入变量到主元的非线性映射,第二个网络实现逆映射来重构原始数据。其次,用主元曲线算法来解决网络训练数据的获取问题。最后,给出了使用基于RBF网络的非线性PCA方法进行故障检测的步骤,并通过一个三阶非线性系统的仿真实例验证了该方法的有效性。     

一种模式关联主元分析的海流机故障检测方法

针对海流机复杂工况下发电过程数据的多模式和模式频繁变动的问题,提出一种模式关联主元分析方法。从理论上分析模式变化对传统主元分析(principal component analysis, PCA)的影响,描述了过程数据多模式下的故障检测问题。提出一种模式标准化算法,动态拟合多模式数据特征。通过构建多模式关联关系,将变化模式引起的统计量差值剔除。通过搭建海流机试验平台,对比所提方法与传统检测方法验证了所提方法的有效性。理论分析和试验结果表明:在海流机变转速同时变载荷工况下,所提方法能够快速准确的检测出故障。     

Feature extraction for target identification and image classification of OMIS hyperspectral image

In order to combine feature extraction operations with specific hyperspectrai remote sensing information processing objectives, two aspects of feature extraction were explored. Based on clustering and decision tree algorithm, spectral absorption index (SAI), continuum-removal and derivative spectral analysis were employed to discover characterized spectral features of dif-ferent targets, and decision trees for identifying a specific class and discriminating different classes were generated. By combining support vector machine (SVM) classifier with different feature extraction strategies including principal component analysis (PCA), minimum noise fraction (MNF), grouping PCA, and derivate spectral analysis, the performance of feature extraction approaches in classification was evaluated. The results show that feature extraction by PCA and derivate spectral analysis are effective to OMIS (operational modular imaging spectrometer) image classification using SVM, and SVM outperforms traditional SAM and MLC classifiers for OMIS data.     

基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析

本文利用小波变换和能量特征值对汽车齿轮箱振动信号进行特性分析。利用小波变换的分解和重构算法,对小波系数进行系数-能量计算,提取系统的特征信息,对汽车齿轮箱的故障进行诊断,及时发现齿轮箱的早期故障,提高汽车运行的安全性。仿真研究结果表明用小波变换在故障信息诊断方面是可行的和有效的,提高了故障检测的可靠性。     

采用类电磁机制算法的SVM决策树多分类策略

基于分类问题的特点,设计了适用于分类问题的类电磁机制算法,然后设计了基于改造后的类电磁机制算法的最优决策树生成算法,用以解决支持向量机多分类问题．以最大分类间隔为准则,利用类电磁机制算法进行优化,从而生成最优或次优的决策树．在每个决策结点利用传统的支持向量机二分类方法进行分类,最终实现支持向量机多分类．仿真结果表明：这种方法比传统的1-a-1,1-a-r,DAG-SVM,DT-SVM以及GADT-SVM方法有更优的性能．     

Fault detection method with PCA and LDA and its application to induction motor

A feature extraction and fusion algorithm was constructed by combining principal component analysis (PCA) and linear discriminant analysis (LDA) to detect a fault state of the induction motor. After yielding a feature vector with PCA and LDA from current signal that was measured by an experiment, the reference data were used to produce matching values. In a diagnostic step, two matching values that were obtained by PCA and LDA, respectively, were combined by probability model, and a faulted signal was finally diagnosed. As the proposed diagnosis algorithm brings only merits of PCA and LDA into relief, it shows excellent performance under the noisy environment. The simulation was executed under various noisy conditions in order to demonstrate the suitability of the proposed algorithm and showed more excellent performance than the case just using conventional PCA or LDA.     

入侵检测系统中基于PCA和C-SSGA的双向数据压缩

针对入侵检测数据中的冗余特征和冗余实例,提出一种基于主成分分析和混合稳态遗传算法的双向数据压缩方法.利用主成分分析对特征进行压缩,有效地去除特征之间的冗余性;用混合稳态遗传算法进行实例压缩,大大缩减了实例的数量;提出一个基于神经网络的入侵检测系统模型,该模型具有多分类、易于更新系统及快速适应新型入侵的特点.在KDD CUP’99上的实验表明,提出的方法是有效的,可以用于处理大数据集的压缩问题.     

基于二叉树和SVM的指纹分类

为解决支持向量机(Support Vector Machine, SVM)进行指纹多类分类存在困难的问题，在应用二叉树理论的基础上，提出了一种新型的指纹分类方法．该算法首先使用二叉树进行多类决策，将原始分类数据分解成3个二类分类问题，然后利用SVM进行二类分类，使3个分类超平面得到优化．两者的有机结合，充分发挥了SVM在二类分类问题方面相对于其它方法的优势，从而使算法的推广能力有较大提高，总的分类正确率可达97.9%．实验结果证明，二叉树构造多类框架将指纹多类分类问题分解成3个二类分类器系统，不仅可以有效的提高指纹分类的效率，还充分发挥了SVM分类器解决二类分类问题的优势．     

基于二叉树和SVM的指纹分类

为解决支持向量机（Support Vector Machine，SVM）进行指纹多类分类存在困难的问题，在应用二叉树理论的基础上，提出了一种新型的指纹分类方法．该算法首先使用二叉树进行多类决策，将原始分类数据分解成3个二类分类问题，然后利用SVM进行二类分类，使3个分类超平面得到优化．两者的有机结合，充分发挥了SVM在二类分类问题方面相对于其它方法的优势，从而使算法的推广能力有较大提高，总的分类正确率可达97．9％．实验结果证明，二叉树构造多类框架将指纹多类分类问题分解成3个二类分类器系统，不仅可以有效的提高指纹分类的效率，还充分发挥了SVM分类器解决二类分类问题的优势．     

基于先验知识的多类CVM航班延误预警模型

基于使用现有的支持向量机解决机场航班延误预警问题存在未充分利用先验知识和训练需花费大量时间和空间的问题,提出了基于中心约束最小闭包球的加权多类算法。该算法首先利用先验知识确定一种新的基于相对紧密度的方法计算样本权值并将其融合到支持向量机中,然后转化为中心约束的最小闭包球进行训练。实验结果表明,该方法比现有的支持向量机具有更合理的分类面并且训练速度得到大大提高。     

基于SVM的车牌字符识别算法研究

SVM可在训练样本很少的情况下获得很好的分类推广能力。首先分析了用多类SVM算法对车牌中的字符进行识别时存在不可区分的区域问题和采用模糊SVM算法解决该问题的办法,然后讨论了字符特征的提取方法,并根据我国车牌字符的特点分别设计了汉字、字母、数字、字母／数字4个基于模糊多类SVM的字符分类器。最后在MATLAB环境下,采用径向基核函数对算法进行学习训练。实验测试结果表明,该方法可以很好的提高字符识别的速率和效率。     

采用半定规划多核SVM的语音情感识别

为提高语音情感识别精度,采用二叉树结构设计多分类器,其中使用半定规划法求解并构造多核支持向量机( SVM)分类模型,并采用均方根误差与最大误差对分类器性能进行衡量.对特征选择之后的参数集合进行了测试,结果表明,采用半定规划多核SVM分类模型的情感识别精度达到88.614%,比单核分类模型的识别精度提高了12.376%,且能有效减少误差积累和降低情感状态之间混淆程度.