基于混合特征和CFOA-GRNN的行星齿轮箱故障诊断研究

针对行星齿轮传动系统典型故障的识别,提出一种基于信号混合特征和混沌果蝇优化算法-广义回归神经网络（CFOA-GRNN）的故障诊断方法。计算信号的几种典型时域统计特征,并通过小波包分解获取信号频域能量特征,得到信号混合特征向量作为广义回归神经网络（GRNN）的输入;采用混沌扰动改进的果蝇优化算法对GRNN进行参数寻优,构建最优诊断模型;利用采集的行星齿轮箱实验台不同工况数据进行实验和对比。结果表明：所提方法能够有效识别不同工况下齿轮箱的不同故障;与其他模型相比,它具有参数设置简便、主观因素影响小、寻优速度快等优势,具有较好的实用性。     

基于Adam-DBN网络的行星齿轮箱故障诊断方法研究

随着现代机械装备的复杂化,传统的故障诊断方法难以满足表征设备间的复杂映射关系,且在如今大数据背景下面临着维数灾难的问题。文章结合深度置信网络以及梯度优化算法提出了一种基于梯度优化深度置信网络(Adam-DBN),通过数据验证选取最优梯度优化算法对深度置信网络的的梯度算法进行调优。搭建模拟实际工况的行星齿轮箱实验台,通过实验台采集所得数据构成数据集对方法进行验证。实验表明文中提出的方法能够有效提高DBN网络的收敛速度与训练精度,同时具有较高的故障识别准确率。     

基于峭度排序的特征构造在行星齿轮箱故障诊断中的应用研究

针对行星齿轮箱故障诊断中存在的故障诊断样本数少、故障诊断精度低等问题,提出一种经验模态分解(EMD)、峭度排序和BP神经网络相结合的故障诊断方法.该方法首先对原始振动信号进行EMD,然后对分解获得的固有模态函数(IMF)进行峭度排序;根据训练样本数自适应地选择对应的IMF,将对应IMF的能量值作为特征向量输入BP神经网...     

倒双谱的分形维数在故障诊断中的应用

高阶谱能有效去除高斯噪声,倒谱分析受信号传递路径的影响较小,分形维数能反映机械设备的运行状态以及信号的不规则性和不平稳性。为了有效进行机械故障诊断,将双谱、倒谱以及分形理论相结合,通过计算机械振动信号倒双谱的分形维数,对溢流阀的故障进行检测。实验结果表明,倒双谱的分形维数能很好地分辨出故障信息,说明双谱、倒谱以及分形理论相结合能有效表征机械振动特征,从而能有效地进行故障识别。     

基于时间序列分析的行星齿轮箱故障诊断

齿轮箱运转的环境会导致信号采集时产生强大的噪声干扰,提出时间序列的方法对齿轮箱进行故障诊断。采用时间序列分析对行星齿轮箱进行谱分析,通过与传统频谱分析比较可以看出,该方法具有较好的识别能力。通过Labview虚拟仪器设计的数据采集系统进行数据的采集提取特征信号,确定模型阶次为5阶,最后利用AR模型参数算法来确定其正常状态下齿轮参数容差范围,在阶次不变的情况下分析出故障信号的模型参数,与正常信号参数容差范围进行对比,从而对齿轮箱故障进行诊断,该方法在齿轮诊断方面效果较为显著。     

基于扭振信号的行星齿轮箱故障诊断

行星齿轮箱具有传动比大、传动效率高等优点,但比定轴齿轮有更复杂的结构,因常工作在恶劣的条件下,容易出现磨损或疲劳裂纹等故障。为有效诊断行星齿轮传动故障,本文采用基于扭振信号的故障诊断方法,并利用增量式编码器采集扭振信号。通过与横向振动信号相比,发现扭振信号频谱结构简单、对故障特征更加敏感。通过对行星轮故障实验扭振信号的分析,故障下的故障特征频率幅值有2倍的提升。角速度形式的扭振信号能准确诊断故障,为行星齿轮箱故障诊断提供了简明有效的途径。     

基于H-P滤波与VMD的行星齿轮箱故障诊断

针对故障行星齿轮箱的扭振信号具有非稳定、非线性的特点,提出基于H-P滤波与变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）相结合的行星齿轮故障时域特征分离方法。H-P滤波基于竞争性趋势估计算法,能保存扭振信号中的分段线性特征。滤波后的信号内容丰富,VMD能将这些内容分解在不同的模态分量中,故障冲击特征突出。通过分析不同负载下的扭振信号,证实该方法能够提取周期脉冲,诊断出行星齿轮故障。对于实际工程应用中的复杂信号,该方法提供了有效解决途径,具有一定的工程应用价值。     

基于特征差异性学习卷积神经网络的齿轮箱故障诊断方法

针对齿轮箱故障诊断需要大量专家经验知识、人工提取特征困难的问题,提出基于特征差异性学习卷积神经网络(FDLCNN)的故障诊断方法。构建不同深度的多尺度网络,并引入残差模块,以提升网络的特征提取能力;提取一维时序信号中不同尺度不同深度的故障特征,再通过自适应平均池化层处理后进行特征融合,以丰富智能诊断决策信息;最后在全连接层实现特征降维,使用Softmax分类器输出诊断结果。利用10种齿轮箱故障状态实验数据与现有3种方法进行对比分析,结果表明：FDLCNN故障识别精度更高,鲁棒性更强,收敛速度更快。     

基于混合特征和堆栈稀疏自编码器的齿轮箱故障诊断

针对复杂工况下齿轮箱多故障信号诊断准确率低的问题,提出了一种基于混合特征和堆栈稀疏自编码器的齿轮箱故障诊断方法。从微观信号特征角度提取奇异值特征和小波分解后的样本熵特征;从宏观角度提取故障信号时域特征,将3种特征进行融合,并输入到由稀疏自编码和Softmax堆栈得到的深度神经网络中进行特征优化和分类识别。实验结果表明:在2种不同工况下,对6种齿轮箱故障数据进行诊断均表现出较高分类识别精度,且所构建的分类模型综合性能上均高于文中其他对比模型,因此本文作者所提出的方法能有效地进行齿轮箱故障诊断。     

基于ANCEEMD样本熵特征提取的行星齿轮箱智能故障诊断

以行星齿轮箱为研究对象,针对经验模态分解（EMD）存在模态混叠、易出现端点效应等缺陷,导致难以很好地解决行星齿轮箱振动信号耦合及非线性特征的提取问题。本文以自适应噪声完备总体经验模态分解（ANCEEMD）为信号处理方法,引入样本熵进行特征提取,应用群智能融合算法优化的神经网络模型对行星齿轮箱故障进行识别和诊断。对于混合蛙跳算法（SFLA）与粒子群优化算法（PSO）,实施“两层优化和内外循环”的融合机制,提出SFLA-PSO融合算法。开展了行星齿轮模拟故障实验,采集了行星齿轮箱的多种故障的振动信号,进行了样本熵特征提取,应用SFLA-PSO融合算法优化了BP神经网络模型,对行星齿轮箱故障进行识别诊断。结果表明：基于ANCEEMD样本熵特征提取的SFLA-PSO-BP诊断模型较PSO-BP和BP在行星齿轮箱故障诊断中的准确率分别提高了5%、15%。     

基于AR模型的齿轮故障诊断

为了诊断出强噪声干扰下的齿轮故障,提出时域同步平均技术与AR模型相结合的齿轮故障诊断方法。用TSA技术提取强噪声干扰下的齿轮特征信号,用FPE准则确定AR模型的阶次,利用AR模型参数算法确定齿轮正常状态下参数向量及参数容差范围,然后在模型阶次不变的情况下分析齿轮故障信号的AR模型参数,对比建立的参数容差范围,从而诊断齿轮故障。将该方法对实际试验信号进行分析,对提取到的8组正常齿轮特征信号数据建立AR模型,优化AR模型的最佳阶次为5阶,由AR模型参数算法得到了正常齿轮的AR模型参数向量及参数容差范围,再用同样阶数为5阶的AR模型分析了故障状态下的几组模型参数,对比建立的正常AR模型参数容差范围,从而诊断出齿轮故障。     

基于排列熵和CHMM的齿轮故障诊断

针对齿轮故障特征提取和状态识别困难的问题,提出一种基于排列熵和连续隐马尔可夫模型(CHMM)的齿轮故障诊断方法。首先对提取的目标齿轮啮合信号作降噪处理,再采用排列熵算法进行分析,提取排列熵均值、方均根、最大值、最小值作为特征量输入到CHMM中训练和识别,通过对比最大对数似然概率值来确定齿轮的故障。最后在变速箱齿轮故障模拟试验台上,对正常、轻微磨损、严重磨损和断齿4种齿轮状态进行试验验证,结果表明该方法能有效地对齿轮故障进行诊断。     

基于 AR双谱与分形盒维数的减压阀故障诊断

通过采集的减压阀正常和故障下的振动信号,求出了时间序列的自回归双谱和分形盒维数.结果表明:不同状态下的双谱谱图和盒维数有明显的区别,利用AR双谱和盒维数可以有效地诊断出减压阀的工作状态.     

基于全矢局部均值分解的齿轮故障诊断方法研究

针对齿轮故障信号大多数是难分解的多分量的调幅-调频信号的问题,提出一种新的信号处理方法——全矢局部均值分解(FVLMD)方法。局部均值分解(LMD)可将多分量信号自适应地分解为多个单分量信号;全矢谱技术可以解决单通道信号不完整的问题。运用信息融合技术,将信号LMD分解得到的PF(Product Function)分量进行全矢谱融合分析,这样既可以将信号彻底分解,又可以保证其完整性。齿轮故障信号验证了该方法的有效可行性。     

VMD复合熵值法在齿轮故障诊断中的应用

针对齿轮实际工况复杂、故障特征难以提取的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)复合熵值法的故障诊断方法.首先,采用VMD方法对不同工况下齿轮振动信号进行分解,并对分解过程中关键参数的选择进行了研究;其次,根据频域互相关系数准则筛选出可有效表征齿轮状态特征的...     

基于故障树和LSTM-SVM的稀土电解给料自动辅机故障诊断方法

稀土熔盐电解过程中电解给料自动辅机组件之间工作关联大,故障复杂多样,使用单一故障诊断方法效果不理想。针对这一问题,通过分析给料自动辅机组件之间的工作关系,提出基于故障树和LSTM-SVM的粉体下料设备故障诊断方法。首先搭建多层故障树,分析故障模式,然后根据故障树数据提取重要度较高的故障模式,建立长短期记忆神经网络故障诊断模型,故障定位后根据故障树分析结果所定义的权重大小输出诊断结果,并使用SVM对非故障异常工作状态进行分级。测试结果表明该模型具有较高的故障识别准确率。     

基于分形盒维数的齿轮泵故障诊断

针对液压齿轮泵的三种典型故障--轴承磨损、齿轮磨损和侧板磨损,在小波包分解的基础上,采用分形盒维数的方法对故障的振动信号进行了盒维数研究计算.结果表明,齿轮泵在不同故障状态下,其盒维数明显不同,利用盒维数可以准确诊断出齿轮泵的工作状态.     

基于LS-SVM液压缸泄漏故障诊断方法的研究

液压系统的执行机构是液压缸,其运动故障主要是压力不足,导致其动作反应不及时,针对液压控制系统中出现故障复杂性的特点,以液压系统的液压缸泄漏为研究对象,通过分析液压缸泄漏程度的故障形式,通过液压缸泄漏程度的分类,提出了基于LS-SVM液压缸泄漏故障方法,建立了该系统的故障诊断模型,对液压缸泄漏量进行定量的分析和算法研究。研究表明,这种针对液压缸泄漏故障诊断的原理、方法和特点,可以比较准确地预测液压缸泄漏的程度,对其故障诊断是有效和实用的。