神经网络和改进D-S证据理论相结合的滚动轴承复合故障诊断研究

提出了将神经网络与D-S证据理论相结合的故障诊断方法,实现了故障信号的特征级和决策级融合,并应用于轴承的复合故障诊断研究。将BP、RBF、GRNN 3种神经网络的输出结果作为3个证据体,滚动轴承的4种复合故障特征作为系统的识别框架,引入聚类系数作为权值分配,重新计算基本概率赋值,对D-S证据理论进行改进,以提高轴承复合故障诊断的准确性。     

刀具磨损监测的一种数据处理方法

采用声发射传感器采集刀具切削时的信号,提出了一种基于BP神经网络识别刀具磨损程度的方法。该方法将原始声发射信号经高通滤波后直接输入到BP神经网络中进行训练,依靠神经网络的非线性映射能力,使神经网络对不同磨损程度刀具产生的信号进行分类,并能准确判别未知信号所属类别。与传统方法相比,该方法省去了人工提取特征值这一费时费力的环节。研究了神经元个数对神经网络的训练和识别的影响,提高了神经网络的识别精度。实验结果表明,该方法可以准确地预测刀具磨损程度。     

基于切削力的小波神经网络刀具磨损状态监测

为了有效地进行刀具状态监测,采用小波神经网络对刀具进行故障诊断.通过小波变换提取刀具磨损切削力信号的特征,利用小波包分解技术对信号进行分析,得到有效的特征量作为BP神经网络的输入样本,并对网络进行学习训练,完成对刀具磨损状态的有效识别.仿真结果表明该方法是有效的.     

基于D S证据理论的轴心轨迹自动识别方法

旋转机械的轴心轨迹包含了其运行状态的丰富信息,是判断转子运行状态和故障征兆的重要依据。提出对轴心轨迹的图像利用不变矩和傅里叶描述子提取特征,采用D-S证据理论对轴心轨迹特征参数进行融合识别诊断,并与传统BP神经网络识别方法比较,证明D-S证据理论提高了识别的准确性。将所提的方法应用于磁轴承故障诊断中,利用实测振动信号验证该方法的实用性,最终结果表明识别结果与轨迹形状相符合,说明文中提出的方法不仅能够较好的提取轴心轨迹图像特征,并能有效地对轴心轨迹进行识别,提高磁轴承故障诊断的精度。     

基于参数策略的改进粒子群优化PNN神经网络刀具磨损研究

刀具磨损直接影响工件加工质量和尺寸精度,正确掌握刀具磨损状态及时换刀,减少机床停机时间,将直接提高加工效率。为提高刀具磨损状态识别准确率,提出一种基于参数策略的改进粒子群优化PNN(IPSO-PNN)神经网络识别刀具的磨损状态。相较于BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,IPSO-PNN神经网络结构简单、训练简洁快速。与BP神经网络和标准PNN神经网络仿真结果对比,结果表明:IPSO-PNN神经网络识别准确率高,收敛速度快,仿真耗时短,能有效提高刀具磨损识别准确率。     

基于HPSO优化BP神经网络的刀具磨损状态识别

针对BP神经网络容易陷入局部极值导致识别精度低的问题,文章提出了一种基于混合粒子群算法(HPSO)的BP神经网络优化算法。在刀具磨损监测实验过程中,采集刀具切削的声发射(AE)信号,利用小波包分解算法对AE信号进行滤波,并进行特征提取。将频带能量特征和切削参数分别作为主特征和辅助特征,并对其对归一化处理。采用混合粒子群优化算法(HPSO)对BP神经网络预测模型进行优化,利用优化后的模型对测试样本进行模式识别,结果表明,优化后的HPSO-BP模型能够有效地降低神经网络陷入局部极值的情况,提高刀具磨损识别精度。     

基于粗糙集和BP神经网络的刀具状态监测

在刀具磨损状态监测中,能够提取到的反映不同刀具磨损状态的特征量较大,基于神经网络的状态识别无法去掉冗余特征,会存在训练时间长和准确率降低等问题。针对这些问题,提出基于粗糙集-BP神经网络的刀具磨损状态监测方法,利用粗糙集对特征进行属性约简,去掉冗余信息,从而优化特征,并且减少神经网络的输入端数据,可以缩短神经网络的训练时间和提高识别的准确率。通过对实测刀具数据进行分析,证明了该方法的有效性。     

基于EEMD与CPSO-ELM的车削机床刀具磨损故障检测与识别

鉴于数控车床刀具在机械加工系统中占有重要的地位,故数控车床刀具磨损故障的在线检测与识别具有重要意义。以华中数控车床为研究对象,提出了以平均经验模态分解(EEMD)、混沌粒子群(CPSO)以及核极限学习机(ELM)等方法对车床刀具磨损故障进行诊断。介绍了EEMD、CPSO以及ELM的基本原理和过程;对采集得到的刀具磨损信号进行前期预处理,经EEMD分解后得到IMF分量,以峭度、峰值、均方根值作为一种选取标准,选择包含较多故障信息的几个IMF进行信号重组并计算;将计算结果组成特征向量输入CPSO-ELM、SVM以及BP神经网络等分类器进行故障识别和对比。实验结果表明:对比传统的BP神经网络和SVM分类器,CPSO-ELM分类器具有快速、精确、有效的识别特性,能够有效检测和识别刀具磨损故障。     

基于BP神经网络和D-S证据理论的滚动轴承故障诊断方法研究

针对单一传感器对滚动轴承故障信息的识别具有不确定性的缺陷,提出了基于BP神经网络与D?S证据理论的多传感器信息融合的方法。将BP神经网络的输出结果进行归一化处理作为各焦元的基本概率分配,轴承的5种故障类型作为系统的识别框架,根据Dempster合成法则进行决策级融合。试验结果表明,利用该方法对轴承的内圈磨损、外圈磨损、滚珠磨损等故障进行试验诊断,提高了故障诊断的准确率,验证了该方法的可行性。     

基于切削声和切削力参数融合的刀具磨损状态监测

针对单一传感器监测刀具磨损状态存在的不足,提出了将声传感方式和力传感方式综合利用,以人工神经网络作为多传感器信息融合的方法.在立式数控加工中心上铣削加工45<'#>钢调质试件,利用驻极体传声器和Kistler测力仪检测与刀具磨损相关的特征量,得出铣削声信号特征量LPCC的第6、7、8阶分量,X、Y向切削力以及绕z轴的力矩与刀具磨损密切相关.以这6个特征量作为神经网络的输入信号,利用有动量的梯度下降的BP算法建立了刀具磨损状态监测的多参数融合模型.研究结果表明神经网络输出值与实际测量值基本相符合,切削声和切削力特征融合后提高了识别刀具磨损程度的准确性和稳定性.     

基于神经网络的数据融合算法在管道缺陷损伤识别上的应用

本文研究了基于BP神经网络的多传感器数据融合算法,并对BP算法进行改进,利用D—S证据理论进行分析,针对多传感器检测数据的不确定性,提出了神经网络和D-S证据理论相结合的数据融合模型及融合算法应用于输油管道检测系统,通过对他们进行检测、关联、相关、估计和综合等多方面、多级别的处理,进而得到被检测状态的准确评估。它可以克服单一管道检测技术的不足,融合多种检测结果以提高检测精度。     

基于小波包能量和层次熵的D-S证据理论的轴承故障诊断技术

针对齿轮箱轴承故障识别率低、故障信号不平稳的问题,提出层次熵与小波包能量多源数据融合轴承故障诊断方法。采用小波包对轴承正常、内圈、外圈、滚动体故障等4种振动信号进行三层小波包分解并重构,计算各频段样本熵（即层次熵）和小波包能量作为故障特征向量集;应用归一化方法对2种特征向量处理后分别建立BP神经网络模型实现轴承不同故障模式的诊断;最后应用D-S证据理论,通过小波包能量和层次熵以及两者融合信息的故障诊断结果比较,表明基于神经网络和D-S证据理论相结合方法用于复杂机械的故障诊断是可行和有效的。     

基于深度学习和多传感器的数控机床铣刀磨损状态信号监测方法研究

由于单一传感器存在获取信息量有限、抗干扰能力较弱等问题及传统网络模型诊断时间长、诊断率低等现象,采用振动、噪声等多个传感器监测铣刀的磨损状态。提出将深度学习和多传感器相结合的铣刀磨损状态信号监测方法;将经核主元筛选和未筛选的数据分别输入到BP神经网络、RBF神经网络和深度卷积神经网络中进行模式识别,并对识别结果进行对比和分析。结果表明:深度学习和多传感器相结合的铣刀磨损状态监测方法在特征量比较大、数据量比较多的情况下诊断速度、准确率均比较高,在铣刀磨损状态监测中具有明显的优势。     

L-M优化算法BP网络在刀具磨损量预测中的应用

在线刀具磨损量估算及其未来发展趋势预测对于指导现实生产有着十分重要的意义.提出基于L-M优化算法BP神经网络的刀具磨损量在线预测方法.对声发射信号进行小波包分解,得到32个不同频带内的信号,用于构造初始特征向量矩阵;对初始特征向量矩阵进行奇异值分解,计算奇异谱,将奇异谱做为刀具磨损的特征向量,利用神经网络在线预测刀具磨损量.试验结果表明:预测结果能准确地跟踪实际的刀具磨损曲线,并且L-M优化算法比其他改进算法迭代次数少,收敛速度快,精确度高.     

基于BP神经网络的外圆磨削颤振在线识别和监测方法

为提高机床磨削加工过程中对颤振现象识别的能力,提出一种基于BP(back?propagation)神经网络模型的颤振识别方法。通过对加工过程中传感器采集到的高频声发射信号以及振动信号相关特征值的提取,获得关于颤振的多特征参数样本库,并用其对BP神经网络模型进行学习和训练,建立BP神经网络在线识别颤振的算法模型,实现对机床加工过程中是否发生颤振的在线监测和识别。试验结果表明:这种基于BP神经网络模型的颤振识别测试结果与磨削加工试验中的磨削颤振现象结果相符合。该方法能够有效地识别磨削加工过程中的颤振,并起到在线监测识别的作用。      

网络多信道多源信息融合技术的改进研究

由于D-S融合算法采用的证据合成规则无法有效处理证据冲突问题,并且BP神经网络融合算法在样本波动情况下需要再次训练完成融合,容易出现局部最小值问题。因此,融合D-S融合算法和BP神经网络融合算法,提出基于上下文权值的多信道多源信息复合融合算法,其先基于检测数据的上下文,采用D-S融合算法和BP神经网络融合算法,对对应上下文内的数据进行融合处理,获取的融合结果被设置相应的权值,再将多个并行融合结果进行加权汇总,得到最终的融合结果,并同设置的阀值实施对比,获取最终的判决结果。实验结果说明,所提算法可有效处理证据冲突的融合问题,具有较高的准确性,融合效果佳。     

基于主成分分析和BP神经网络的微铣刀磨损在线监测

为提高微铣刀磨损在线监测系统的预测精度,尝试通过主成分分析法对微铣削振动信号的时域和频域特征进行降维,将降维后的特征输入改进型BP神经网络模型,实现微铣刀磨损特征分类.结果表明,提出的微铣刀在线监测方法能够准确识别微铣刀的各种磨损状态,此外,和其它分类算法相比,提出的基于遗传算法的BP神经网络模型在分类精度和计算效率方...