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压缩采样可以有效缓解机械状态监测数据存储和传输的压力,但是压缩数据的感知重构一直是个难点。针对滚动轴承压缩信号的故障特征提取问题,提出一种基于特征代理与凸优化算法的故障信号重构方法。分析了滚动轴承局部故障信号的稀疏和卷积特性,学习得到故障冲击模式。对压缩得到的轴承观测信号,构造包含冲击时刻特征的代理,并对代理建立目标优化函数,采用快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage Threshold Algo⁃rithm,FISTA)直接从代理提取出稀疏系数,将学习模式与稀疏系数卷积重构出故障信号。与直接利用FISTA从压缩信号中提取冲击特征相比,所提方法在不降低求解精度的同时降低了计算复杂度。相比于常用的贪婪类重构算法,所提方法无需预先估计信号的稀疏度,且能得到全局最优解。通过滚动轴承仿真和实验信号进一步验证了所提方法的有效性。 相似文献
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《中国测试》2019,(10):10-15
针对振动信号的非线性、非平稳性和早期故障特征信号难以提取的特点,提出一种基于改进经验小波变换的故障特征提取方法。通过包络分析和对包络曲线进行阈值分割修整的方法来确定经验小波变换分解的模态数和频率边界,解决传统经验小波变换需要预先设置分解模态数和难以对信号频谱进行适当分割问题,以实现对振动信号故障信息更准确的描述。实验表明,该频谱分割方法能够有效检测信号最佳模态分解数,使得信号的频谱分割更为容易、可靠。相比传统EWT和EMD,改进经验小波变换的滚动轴承内圈、外圈Hilbert变换时频图对振动信号的故障相关特征描述更为清晰,在滚动轴承故障特征提取方面表现更为优越。 相似文献
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离散余弦变换在滚动轴承故障诊断中的应用 总被引:4,自引:0,他引:4
本文探讨了应用离散余弦变换分析滚动轴承故障的方法,采用小波基将滚动轴承振动信号变换到时间-尺度域,对高频段的小波系数用离散余弦变换进行包络分析。通过对滚动轴承具有外圈缺陷、内圈缺陷的情况下振动信号的分析,说明这种方法可以有效的用于效地用于滚动轴承的故障诊断。 相似文献
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基于互信息的滚动轴承故障特征选择方法 总被引:1,自引:0,他引:1
信号特征提取与优化选择是实现滚动轴承故障模式快速有效分类的关键.针对滚动轴承故障信号特征提取,采用小波分解和奇异值分解得到信号的能谱和奇异谱,并计算Shannon熵和Renyi熵两种测度下的能谱熵和奇异熵;针对特征参数集的优化选择,提出利用基于互信息的最大相关最小冗余准则(mRMR)对特征参数集进行评价,通过贪婪搜索得到特征子集序列,利用LS-SVM交叉验证各特征子集的性能,提出确定最优特征子集所包含特征数目的准则.从信号处理、特征提取、特征选择和故障分类等方面构建了滚动轴承故障诊断的完整体系,实际故障诊断表明所提出方法的有效性和优越性. 相似文献
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基于小波包变换的滚动轴承故障诊断方法的研究 总被引:6,自引:9,他引:6
目前基于小波分析的滚动轴承故障诊断方法的研究已经很多,但是这些方法对于强噪声背景下的故障信号特征提取效果并不理想。为此,提出了适用于强噪声背景的自相关及互相关小波包消噪滚动轴承故障诊断方法。该方法首次将相关分析和小波包分解结合:对被测信号进行自相关或互相关处理,之后进行小波包阈值消噪处理,对消噪最大能量系数进行自相关或互相关处理,最后对能量序列进行FFT计算。仿真结果表明,该方法极大地增强了对滚动轴承故障诊断的能力,在强噪声背景下有效地提取出滚动轴承的故障频率。 相似文献
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小波变换域双谱分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用 总被引:15,自引:3,他引:15
工程信号不仅会受到高斯噪声干扰,而且也会受到非高斯噪声干扰。而传统双谱分析方法从理论上仅能抑制高斯噪声,但对非高斯噪声是无能为力的。针对传统双谱存在的不足,将小波变换和双谱分析结合,提出了一种基于小波变换域非参数化双谱故障诊断方法,并应用到滚动轴承故障诊断中。考虑到滚动轴承信号幅值调制特点,在本方法中,对处理信号采用了希尔伯特变换技术,以进行解调。实验结果表明,小波域双谱优于传统双谱,特别是在非高斯噪声情况下,小波域双谱更有优势;研究为滚动轴承故障诊断提供了一种新的有效方法。 相似文献
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针对强噪声条件下滚动轴承故障冲击特征难以提取的特点,提出了一种基于傅里叶分解与奇异值差分谱的滚动轴承故障诊断方法。首先通过傅里叶分解将非平稳的原始轴承故障振动信号分解为若干个固有频带函数,然后运用互相关系数法筛选固有频带函数进行信号重构,并对重构后的信号进行奇异值差分谱降噪,最后对联合降噪后的信号进行Hilbert包络谱分析,准确地识别出故障特征频率,进行故障诊断。仿真分析和试验都很好地验证了该方法的有效性。 相似文献
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针对滚动轴承故障样本稀缺、振动特征提取困难导致故障诊断准确率低的难题,提出一种基于时频增强的滚动轴承少样本故障诊断方法。首先,对滚动轴承一维振动信号进行重叠采样,利用连续小波变换对采样信号段进行时频域特征映射,构造二维时频矩阵;其次,通过深度卷积生成对抗网络对真实时频样本进行训练后,将生成时频样本加入到训练集中;然后,采用时序卷积网络融合深层次的时频域特征;最后,构建Softmax分类器输出与故障类别对应的状态。仿真实验结果表明,在仅有10个训练样本的条件下,该方法在凯斯西储大学滚动轴承数据集中的诊断准确率均值达91.00%,相较未经时频增强的方法提高了7.56%,并利用实测数据验证了时频增强方法能够显著提升少样本情形下的故障诊断准确率。 相似文献
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基于小波系数包络谱的滚动轴承故障诊断 总被引:25,自引:0,他引:25
提出了基于正交小波变换诊断滚动轴承故障的新方法,利用正交小波基将滚动轴承故障振动信号变换到时间-尺度域,对高频段尺度域的小波系数进行包络细化谱分析,不仅能检测到滚动轴承故障的存在,而且能有效地识别滚动轴承的故障模式 相似文献