小波包特征熵-神经网络在轴承故障诊断中的应用

提出了一种基于小波包特征熵-神经网络的轴承故障诊断新方法。首先对采集到的轴承的振动信号进行三层小波包分解,提取小波包特征熵,然后构造信号的小波包特征向量,并以此向量作为故障样本对三层BP神经网络进行训练,实现智能化故障诊断。仿真结果表明该方法有效可行。     

基于小波包-GABP的滚动轴承故障诊断分析

为提高诊断滚动轴承故障的效率和准确率,本文将小波包变换、BP神经网络和遗传算法三者相结合,提出了一种基于小波包和GABP神经网络的故障诊断模型。由小波包的分解与重构在滚动轴承故障原始信号中提取有效的故障特征向量,并利用遗传算法优化BP神经网络,然后训练和诊断滚动轴承信号的故障类型。同时,运用Matlab软件把采集的数据进行仿真分析。仿真结果表明,相对于传统BP神经网络,利用遗传算法优化的神经网络对故障的诊断正确率更高,并且收敛速度较快,说明由遗传算法优化的BP神经网络在故障诊断方面具有较好的效果,而且遗传算法的引入使轴承故障诊断的适应度和准确率更高。该研究为滚动轴承的故障诊断提供了理论基础。     

一种滚动轴承故障的诊断方法

针对滚动轴承的故障特点,提出了一种小波包分析、粗糙集理论和神经网络相结合的轴承诊断方法.利用小波包变换对信号进行适当层次的小波包分解,对信号的频带进行精细的分割,以各个频带信号能量的分布情况作为故障特征量,形成故障诊断决策表;接着根据粗糙集理论进行处理得到更为简明的最优诊断规则;然后根据约简结果,建立了神经网络故障诊断系统;最后以诊断实例验证了该方法的有效性和可行性.     

基于小波包信息熵和小波神经网络的异步电机故障诊断

采用一种基于小波包信息熵和小波神经网络的方法对异步电机进行故障诊断。将故障信号进行小波包预处理,并在此基础上提取信号的小波包能谱熵和小波包系数熵,构成信号的信息熵特征向量。训练小波神经网络使其在输入特征向量后能有效检测并输出故障模式,以实现对单一故障和复合故障的诊断。通过内嵌的方式把小波变换融入神经网络,具有良好的自适应分辨率和容错能力,可以有效避免局部最小值以及收敛速度过于缓慢的问题。试验表明,基于小波包信息熵和小波神经网络的方法能很好地进行异步电机的故障诊断,且该方法优于同参数下的BP神经网络模型。     

基于小波和神经网络的传感器故障诊断

提出了一种新的基于小波包变换和BP神经网络的传感器突变故障诊断方法。根据小波变换在时域和频域都具有良好的局部化特性对信号特征进行精确定位,根据传感器输出信号的小波包分析提取能量变化率的特征向量,利用BP神经网络进行传感器故障分类。这种方法无需预先建立传感器模型和测量传感器输入信号,通过对小波包系数的削减,减少了冗余数据,提高了故障检测的实时性。仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

基于DBI-小波包分解和改进BP神经网络的轴承故障诊断方法研究

针对轴承故障诊断问题,以振动信号为分析对象,提出DBI-小波包分解和改进BP神经网络的诊断方法。采用4层小波包分解获取振动信号的不同频带特征,引入戴维森堡丁指数（Davies-Bouldin index,DBI）定量评价小波包分解结果,确定小波基函数为FK22时达到最佳分解结果。采用改进的BP神经网络对不同频带特征识别,引入弹性梯度下降法解决传统BP神经网络收敛速度慢和梯度消失等问题,提高网络训练速度。同时,针对BP神经网络隐藏层层数及各隐藏层节点个数难以确定的问题,设计正交实验对不同参数组合效果进行验证,选出最佳参数,避免盲目低效调参。对电机滚动轴承进行验证,结果表明平均故障识别准确率达到98.833%。     

基于小波包分析的数控机床主轴滚动轴承故障诊断

滚动轴承损伤类故障的分析诊断基础是提取故障信息。利用小波包分析对机床主轴滚动轴承振动信号进行分解,求出各频段的能量,提取了轴承故障的特征频率并对故障进行定位,表明了小波包分析方法在滚动轴承故障诊断的有效性和优良性。     

小波包与径向基神经网络的电力电子装置故障诊断

为提高人工神经网络对电力电子装置进行故障诊断的准确性与快速性,提出一种小波包与RBF神经网络相结合并应用于电力电子装置故障诊断的方法。以三相桥式逆变电路为例,对电路的故障信号采用小波包分解,有效地提取出故障特征后利用RBF神经网络进行训练。仿真结果表明,该方法具有更快的收敛速度和更高的诊断精度,能够有效地进行电力电子电路的故障诊断。     

基于卷积神经网络的风电机组轴承机械故障智能诊断方法

在风力发电机组运行中轴承机械故障发生概率较高,而传统诊断依靠人工专家来进行故障特征识别,难以实现风电机组自动化故障检测和智能运维。基于振动信号检测、信号变换、卷积神经网络识别的轴承故障智能诊断思路,设计了具有三对卷积-池化层和两层全连接层的深度卷积神经网络模型和诊断算法。基于公开数据集对所提出方法进行了实验验证,并对基于振动信号经过振动灰度图、短时傅里叶变换时频图和连续小波变换时频图三种不同信号变换方式对诊断模型准确率的影响进行了比较和分析。实验结果证明所提出轴承机械故障智能诊断方法的有效性,为风电机组机械故障诊断和智能化运维提供了新的思路。     

基于小波包神经网络的级联式变频器故障诊断仿真研究

以级联式变频器为研究对象,重点研究功率器件开路故障的诊断方法．对变频器输出电压进行小波包分解,寻求变频器正常和故障情况下的输出电压频带能量的变化规律．选取输出电压能量变化大的频带能量值作为特征向量,利用BP神经网络进行故障诊断．研究结果表明,小波包神经网络在级联式变频器故障诊断中具有较高的可行性和有效性．     

基于提升小波的输电线路短路故障奇异点检测

输电线路的破坏大多由短路故障引起．通过分析短路故障,采用提升小波对故障后的电流进行检测．仿真结果表明,提升小波能有效地检测输电线路短路故障信号的奇异点．同传统小波变换相比,提升小波变换计算速度更快,计算方法更简单．     

基于HHT/PNN的故障信息融合诊断方法

为提高动态随机故障诊断能力,提出了基于HHT/PNN的故障信息融合诊断方法.利用HHT提取信号的瞬时频率和瞬时幅值特征,采用过程神经元网络实现对时域幅值、瞬时频率和瞬时幅值3种故障特征的融合诊断.对基于HHT/PNN和基于神经网络的2种故障诊断方法进行了比较.仿真结果表明:对于动态随机故障,基于HHT/PNN的故障信息融合诊断方法比基于神经网络的故障诊断方法的故障诊断准确度高.     

基于提升小波的地震数据压缩编码算法

提出了一种基于提升格式小波的地震数据压缩算法,该算法针对地震数据信号及其噪声的特点,首先利用提升格式小波对地震数据进行小波变换,然后结合嵌入式零树编码的思想,对变换后的小波系数采用改进的SPHT算法进行编码.研究结果表明:本文所提出的算法能实现海量地震数据的快速编码,达到了对地震数据的高保真压缩;本算法实现的编解码时间快,同时解压的地震剖面图视觉效果要优于目前的离散小波压缩算法.     

Lifting Scheme Based SPIHT Still Image Coding

In order to eliminate float-point operations for fast wavelet transform, an integer D9/7 biorthogonal reversiblewavelet transform was accomplished by lifting scheme. The lifting scheme based wavelet transform can be finished byaddition and shift simply.It improved the quality of reconstructive image and greatly reduced the computational     

基于概率神经网络的配电网接地故障选线方法

针对小电流接地系统单相接地故障,提出一种基于概率神经网络的配电网接地故障选线方法。采集每条线路在单相接地故障发生时的零序电流暂态信号(一个周波,故障前1/4个周波和故障后3/4个周波),运用db10小波序列进行5层小波包分解。提取零序电流小波能量并将其输入到PNN网络,实现故障线路自动识别。并给出故障选线小波包分解算法和PNN算法的具体步骤,可直接用计算机编程实现。运用Matlab软件对中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统均进行了仿真,验证了该方法的可行性与准确性。     

基于改进果蝇算法优化PNN的变压器故障诊断研究

为了提高电力变压器故障诊断准确率,通过分析变压器油中溶解气体数据,提出了一种定向变步长的果蝇算法(DVSFOA)与概率神经网络(PNN)相结合的变压器故障诊断模型。由于PNN的参数平滑因子对输出结果影响较大,对果蝇算法位置公式进行更新调整,对平滑因子进行参数寻优,将优化结果赋值给PNN模型进行网络训练,得到了用于变压器故障诊断的最佳网络模型。实验结果表明,该组合算法具有较高的诊断精度,收敛速度快,整体性能高。     

一种基于9/7小波提升格式的自适应提升系统

提出了一种在变换和重建时可采用不同决策算子的自适应算法,并将其应用到9／7小波的提升步骤中,组成了一个与JPEG2000相兼容、灵活的自适应提升系统．实验结果表明,此系统对奇异信号的处理优于9／7小波本身,具有很强的实用性和可推广性．     

基于EEMD降噪与非抽样提升小波包的滚动轴承故障诊断方法

针对传统小波包在诊断滚动轴承隐含故障中存在频率混叠、精度不高等问题,提出一种基于集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)降噪与非抽样提升小波包相融合的故障诊断方法.首先利用EEMD方法分解原始故障信号得到多个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量,然后计算各个IMF分量与原始信号间的相关系数,并与设置的相关系数阈值相比较,将小于阈值的IMF分量视为伪分量予以剔除; 对剩余的IMF分量采用峭度准则再次筛选最优IMF分量进行重构,进而实现降噪目的.为了避免传统小波包因采取抽样运算方式导致频率混叠情况,文中采用非抽样运算的提升小波包来分解降噪信号,并采用Hilbert变换进行包络解调分析得到滚动轴承的故障位置.仿真实验和滚动轴承内圈故障应用实例表明:采用EEMD分解原始故障信号,结合相关系数-峭度准则,达到了很好的降噪效果; 采用非抽样提升小波包比传统小波包具有更高的故障诊断精度,且不存在频率混叠问题.     

集合结构的实时故障诊断方法研究

为提高工业系统故障诊断的速度和准确性,提出一种由数据实时预处理、增量式故障特征提取、在线分类与聚类组成的实时故障诊断集合结构。基于该结构,提出了一系列实时故障诊断方法,开发了相应的实验研究平台。以青霉素实验过程为例,实验采用提升小波方法预处理、递归主元方法特征提取、递归最小二乘支持向量机分类的集合型实时故障诊断方法进行实验研究。实验结果表明,集合结构的实时故障诊断方法的性能优于传统的单一结构的故障诊断方法。     

基于层次化混合分类器的含未知故障风机轴承故障诊断方法

为提高风机轴承故障诊断精度,针对含未知类型故障信号的误识别问题,提出一种风机轴承故障诊断新方法。首先,将风机轴承振动信号进行经验小波变换（EWT）,对分解得到的固有模态分量（IMF）提取15种时-频域特征,构建特征向量集;然后,通过基尼（Gini）指数评价特征分类能力,构建最优特征集合;最后,采用单类支持向量机（OCSVM）与极限学习机（ELM）组合的层次化混合分类器进行故障诊断。对比单纯采用ELM、SVM分类器,新方法能够更好辨识含未知故障类型的风机轴承故障信号。