基于支持向量机的电控发动机故障诊断

为快速准确诊断出电控发动机故障,达到较强的故障有效识别水平,提出振动信号分析与支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的故障诊断方法。将振动信号的偏度、峰峰值以及由小波分析理论与熵原理结合得到的小波能谱熵作为实验样本的三维特征向量,并将提取到的故障三维特征向量作为训练样本和测试样本输入到SVM模型进行训练和诊断,并利用BP神经网络进行对比验证。结果显示:采用该方法进行故障诊断时正确率达到90%,相比基于BP神经网络的故障诊断方法,基于SVM的电控发动机故障诊断方法在小样本的数据计算和预测中诊断精度较高、鲁棒性较强。     

基于蜻蜓算法和支持向量机的变压器故障诊断

电力变压器作为电力系统中变换电压、输送电能、分配电能的重要电力设备,其运行状态直接影响到电网的运行安全。为了提高故障诊断的准确率,提出了一种基于蜻蜓算法(dragonfly algorithm,DA)和支持向量机(support vector machine,SVM)的变压器故障诊断方法。利用蜻蜓算法DA对SVM分类器参数进行优化且以SVM分类预测准确率最大为其适应度函数。变压器故障诊断实例仿真结果分析表明:基于蜻蜓算法的DA-SVM支持向量机的变压器故障诊断与交叉验证法CV-SVM,基于遗传算法的GA-SVM,基于粒子群算法的PSO-SVM相比较,在变压器故障诊断中具有故障诊断准确率高,全局寻优能力强,收敛速度快,且稳定性好的优越性。     

基于EEMD-TEO熵的高速列车轴承故障诊断方法

为了解决高速列车轴承早期故障中低频信号的类间分离性较弱、保持架故障难以识别等的问题,提出了基于Teager能量算子（Teager energy operator,TEO）聚合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）熵的自适应诊断方法.该方法将EEMD、样本熵、TEO相结合,利用EEMD的自适应性得到固有模态（intrinic mode function,IMF）信号,用改进的TEO从IMF中提取得到样本熵,使用支持向量机（support vector machine,SVM）判断轴承工作状态与故障类型;讨论了EEMD能量熵、EEMD奇异值熵、EEMD-TEO时频熵生成的故障特征向量以及该向量在SVM中识别结果;对正常轴承、保持架故障、滚动体故障3种状态的轴承样本数据进行了故障诊断.研究结果表明:对3种轴承的故障识别率可以达到98%,较传统的经验模态熵识别率提高了2.6%,该方法可用作高速列车轴承状态诊断.      

基于TQWT和稀疏表示的滚动轴承故障诊断方法

基于稀疏表示理论,提出了一种采用可调品质因子小波变换(TQWT)的滚动轴承故障诊断新方法,分析了包含早期故障成分的原始采集振动信号的特点和早期故障信号的特性,研究了稀疏表示模型在解决故障特征提取问题和故障类型识别问题的应用;运用TQWT将原始信号转换为一组子带小波系数集,研究了利用迭代收缩阈值算法提取出稀疏小波系数的有效性和谱峭度对故障冲击信号敏感的特性,通过计算各子带信号分量的谱峭度,选取包含故障信息明显的子带小波系数,建立了包含稀疏故障信号分量的故障特征提取方法;利用提取出的故障信号稀疏表示分类模型,实现了基于稀疏表示的滚动轴承故障诊断方法。试验结果表明:在凯斯西储数据集上,提出的故障特征提取方法在剔除干扰成分方面有显著效果,提出方法对于4种类型数据的平均诊断准确率为99.83%,对于10种类型数据的平均诊断准确率为97.73%;与只运用TQWT和迭代收缩阈值算法进行故障特征提取的方法相比,故障诊断精度提高了11.60%,算法运行时间减小8%;在QPZZ-Ⅱ旋转机械平台采集到的振动数据集上,提出的方法对于4种类型数据的平均诊断准确率为100%;与传统小波去噪方法相比,准确率提高了35.67%,算法运行时间减小了7.25%。可见,本文提出的方法可以有效解决滚动轴承故障诊断问题。      

基于改进多尺度排列熵的S700K转辙机故障诊断

基于提速道岔S700K转辙机故障的功率曲线在频域上的多重特征,提出了基于改进多尺度排列熵的多变量支持向量机(structured support vector machine, SSVM)故障诊断方法.首先对S700K转辙机动作功率曲线进行集合经验模态分解和小波分解,获得两类不同时间尺度的模态分量;再利用改进多尺度排列熵计算不同分量的故障特征参数,为了降低计算维度,应用核主元分析理论,在不损失信号重要特征的情况下,取大于95%贡献率的特征值作为故障特征向量;最后,引入基于决策树的SSVM算法,经过小样本训练得到树状最优故障间隔面,从而实现S700K转辙机故障分类.实验结果表明:该方法可有效判定S700K转辙机故障类型,进而提高故障诊断精度和效率.     

基于EEMD和小波包的机车轴箱轴承故障诊断方法

提出了一种基于聚合经验模态分解(ensemble empirieal mode decomposition,EEMD)和小波包的机车轴箱轴承故障诊断方法.首先对轴承振动信号进行小波包分解,分别对小波包分解得到的小波包系数进行阈值去噪处理,将降噪后剩余的小波包系数进行信号重构.然后再对重构后的信号进行EEMD,计算EEMD分解得到的IMF分量和原信号的互相关系数,最后对满足相关条件的IMF分量进行故障诊断分析.为了验证该方法的正确性,搭建了轴承试验平台,通过对轴承实测数据进行故障诊断分析,实验证明该组合诊断方法能克服单一信号处理方法的局限性并能初步诊断出轴承发生的故障.     

应用于轴承故障诊断的LMS自适应滤波器及其FPGA实现

在轴承信号当中,能反映轴承运行状态的信号总是掺杂着各种噪声,给故障特征的提取带来困难,基于最小均方(LMS)算法的自适应滤波器是去除噪声的首选方法。根据轴承故障信号的特点,以轴承故障信号的延时信号作为参考值,实时自适应调整滤波器不同时刻输出的权值来实现对轴承故障信号中噪声的滤除,并在此基础上给出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现方案。仿真结果表明,该方案对于轴承信号的降噪效果良好,应用于FPGA后,运行速率也得到了很大的提升,可以在实际的轴承故障诊断工程中加以运用。     

基于联合抗噪算法的滚动轴承故障诊断研究

轴承通常工作于复杂噪声环境下,使得时域振动信号容易受到各种噪声的污染,从而误导诊断结果。针对以上问题,提出基于一维卷积自编码(1D-DCAE)和一维卷积神经网络(1D-CNN)的联合抗噪故障诊断算法。为了模拟真实噪声环境,在原始振动信号中添加不同信噪比的高斯噪声,用1D-DCAE对原始信号降噪,再将降噪信号用于1D-CNN进行故障诊断。基于全卷积神经网络搭建1D-DCAE模型,并舍弃池化层以降低信息丢失,以提高联合诊断模型的抗噪能力。结果表明:采用基于全卷积网络搭建的1D-DACE有更好的降噪效果,改进后的模型能自适应诊断各种噪声环境下的故障。     

基于ICEEMDAN-MPE和GWO-SVM的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承故障状态难以准确且快速的识别,提出了一种基于改进自适应噪声完备集成经验模态分解(Improved Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise, ICEEMDAN)-多尺度排列熵(Multi-Scale Permutation Entropy, MPE)和灰狼算法优化支持向量机(Grey Wolf Optimization Algorithm-Support Vector Machine, GWO-SVM)结合的故障诊断方法。首先将轴承信号进行ICEEMDAN分解,然后选取其中相关性较大的IMF(Intrinsic Mode Function)分量计算多尺度排列熵构成特征集合,最后通过GWO-SVM算法进行故障状态识别。通过滚动轴承数据集和不同算法的对比实验,验证了ICEEMDAN-MPE-GWO-SVM方法的有效性,表明该方法可以准确且快速的诊断滚动轴承的故障情况。     

基于双通道Teager能量重组的滚动轴承故障诊断方法研究

针对在列车轴箱采集到的故障信号伴随有较强背景噪声干扰这一问题,提出了一种基于双通道IMF(Intrinsic Mode Function)相关重组的滚动轴承故障诊断方法,其依据峭度选取最优共振带,通过EMD(Empirical Mode Decomposition)与相关系数求取合理的IMF分量,以Teager能量算子实现解调并基于相关函数对信号进行重组,削弱噪声干扰的同时强化故障信息。通过铁路轴承综合实验台验证,该方法可有效降噪并提取故障特征频率。     

Automatic product image classification with multiple support vector machine classifiers

For the task of visual-based automatic product image classification for e-commerce, this paper constructs a set of support vector machine (SVM) classifiers with different model representations. Each base SVM classifier is trained with either different types of features or different spatial levels. The probability outputs of these SVM classifiers are concatenated into feature vectors for training another SVM classifier with a Gaussian radial basis function (RBF) kernel. This scheme achieves state-of-the-art average accuracy of 86.9% for product image classification on the public product dataset PI 100.     

Low Speed Bearing Fault Diagnosis Based on EMD-CIIT Histogram Entropy and KFCM Clustering

In view of weak defect signals and large acoustic emission(AE) data in low speed bearing condition monitoring, we propose a bearing fault diagnosis technique based on a combination of empirical mode decomposition(EMD), clear iterative interval threshold(CIIT) and the kernel-based fuzzy c-means(KFCM) eigenvalue extraction. In this technique, we use EMD-CIIT and EMD to complete the noise removal and to extract the intrinsic mode functions(IMFs). Then we select the first three IMFs and calculate their histogram entropies as the main fault features. These features are used for bearing fault classification using KFCM technique. The result shows that the combined EMD-CIIT and KFCM algorithm can accurately identify various bearing faults based on AE signals acquired from a low speed bearing test rig.     

复杂生产过程的小故障检测与分类方法

为监测复杂生产过程的状态,根据多元统计过程控制方法和支持向量机理论,将累积和控制图原理扩展为多变量的形式对过程数据进行预处理,并通过主元分析方法提取复杂生产过程的关键信息,得到有效的小故障数据,进而构建计算正常数据的统计量阀值及故障数据的Hotelling T平方统计值（T2）和平方预测误差值,实现了复杂生产过程的小故障模式检测,并采用支持向量机多分类方法将检测到的故障进行了分类.沥青混合料生产过程的仿真研究表明:在集料均值发生小波动、周期性上升和下降3种小故障模式下,故障检测识别率均达到95%,与主元分析方法相比平均提高了75%;分类准确率达到92.5%,与BP神经网络方法相比提高了19.3%.      

Trip Chain's Activity Type Recognition Based on Support Vector Machine

This paper focuses on support vector machine (SVM) based trip chain's activity type recognition. First, the time-series location information of person trip is processed to obtain the trip chain elements including moving processes and activities, and the activity options are extracted from the geographic information system (GIS) around the activity sites. Second, the activity features are drawn from spatio-temporal factors of trip chain to serve as the input feature vector of classifier. A SVM based one-to-one classifier is established and the method of one-to-one classifier voting is adopted to decide the most likely activity type from the activity options. Finally, the classifiers are trained with simulation data based on the Gaussian radial basis (RBF) kernel function and the multilayer perception (MLP) kernel function respectively, and then examined by cross validation. The result shows that in the one-to-one classifying scheme, the highest and lowest right recognition rate with RBF are 99% and 62%, and the corresponding results with MLP are 97% and 54%, respectively.     

基于EEMD-Hilbert和FWA-SVM的滚动轴承故障诊断方法

为有效提取非平稳特性的滚动轴承振动信号特征,提高故障诊断效率,提出一种采用集合经验模态分解（empiricalmode?decomposition,EEMD）、Hilbert变换的特征提取方法,并利用烟花算法优化支持向量机（support vector machine,SVM）分类参数的滚动轴承故障诊断方法. 通过EEMD方法将目标信号分解成若干个模态函数,采取Hilbert变换获取模态函数的瞬时频率,并对模态函数及其瞬时频率进行统计特征提取,从而实现特征的有效降维. 结果表明:信号经过EEMD-Hilbert处理后特征能有效提取,将训练集和测试集各600组数据代入烟花算法优化SVM模型得到测试集正确率为99.63%;比传统的遗传算法和粒子群算法优化模型分别提高0.4%和0.2%左右;同时收敛时间更短,验证了该算法模型的可行性与有效性.      

基于支持向量机的出行链活动类型识别研究

基于支持向量机理论对出行链活动类型的识别方法进行了研究. 首先对居民出行的时间序列位置信息做数据预处理,提取出行链的出行过程和活动地点信息,并结合地理信息系统（GIS）提取活动的备选类型;然后从出行链和活动的时间和空间因素提取活动类型识别的特征,形成特征向量作为分类器的输入,并建立基于支持向量机的两两分类器,采用分类器投票的方法从备选集中选择活动的类型;最后利用模拟数据和交叉验证的方法对两两分类器进行训练检验,分别从高斯径向机核函数和多层感知器核函数的角度分析活动类型识别率. 结果表明：在两两分类中,高斯径向机核函数的最高识别率为99%,最低识别率为62%;多层感知器核函数的最高识别率为97%,最低识别率为54%.     

A Statistical Parameter Analysis and SVM Based Fault Diagnosis Strategy for Dynamically Tuned Gyroscopes

Gyro's fault diagnosis plays a critical role in inertia navigation systems for higher reliability and precision. A new fault diagnosis strategy based on the statistical parameter analysis (SPA) and support vector machine (SVM) classification model was proposed for dynamically tuned gyroscopes (DTG). The SPA, a kind of time domain analysis approach, was introduced to compute a set of statistical parameters of vibration signal as the state features of DTG, with which the SVM model, a novel learning machine based on statistical learning theory (SLT), was applied and constructed to train and identify the working state of DTG. The experimental results verify that the proposed diagnostic strategy can simply and effectively extract the state features of DTG, and it outperforms the radial-basis function (RBF) neural network based diagnostic method and can more reliably and accurately diagnose the working state of DTG.     

复杂传递路径下轴承滚动体故障特征提取

为消除复杂传递路径对轴承滚动体振动信号的影响并提高故障特征提取的能力，研究了基于变分模态分解(VMD)、优化最大相关峭度解卷积(MCKD)和1.5维谱的轴承滚动体故障特征提取问题；分析了轴承滚动体原始振动信号特点、早期故障信号的特性以及复杂传递路径对振动信号的影响，运用VMD将原始振动信号分解为一系列本征模态函数(IMFs),提出了转频分量剔除方法，通过峭度准则优选2个峭度较大的IMFs分量进行重构；基于网格搜索法研究了MCKD算法参数优化方法，用以增强重构信号的周期性故障特征，消除复杂传递路径对轴承滚动体故障信号的影响；利用1.5维谱分析重构信号，建立了复杂传递路径下轴承滚动体故障特征提取新方法，实现了轴承滚动体故障的准确诊断；为了证明方法的有效性，选取美国凯斯西储大学轴承SKF6205基座滚动体数据进行试验验证与分析。试验结果表明：网格搜索法获得了MCKD算法的最优滤波长度与冲击周期参数(365、85),优化MCKD算法增强了重构信号的故障特征，减少了无关频率分量，明显降低了其他成分的干扰；提出的故障特征提取方法在0、735和1 470 W负载条件下均提取到了轴承滚动体的故障特征频...     

基于支持向量机的励磁涌流识别算法

为提高变压器差动保护识别励磁涌流的能力,将支持向量分类机应用于励磁涌流识别,提出了一种基于支持向量分类机的变压器励磁涌流和内部故障识别新方法.基于励磁涌流和内部故障电流的特点,充分考虑电流互感器饱和的特点提取电流互感器二次侧间断角和二次谐波等特征,并对励磁涌流和内部故障电流的识别方法进行了分析;用EMTDC程序进行仿真,生成训练样本和测试样本,对支持向量机进行了训练和测试.结果表明,应用支持向量分类机对励磁涌流和内部故障进行识别,识别率平均可达99%以上.