基于小波包分解的功率谱方法在人字门启闭机减速器故障诊断中的应用

针对船闸人字闸门机械式启闭机减速器中滚动轴承振动的不平稳性及其故障信号中存在噪声和干扰的问题,提出了一种基于小波阈值算法的小波包分解与功率谱分析的故障诊断方法。该方法通过对故障信号进行小波分解且对其系数作阈值处理,并利用处理后的分解系数进行小波逆变换得到降噪后的信号,然后对降噪后的信号进行小波包分解,找到能量集中的节点,对其进行Hilbert包络解调并求其Hilbert包络线的功率谱,从而提取故障特征信息。应用实例表明:仿真信号与某船闸人字闸门机械式启闭机减速器故障诊断方法能降低信号噪声以及干扰,并能提取故障特征信息。     

基于随机森林的离心泵滚动轴承故障诊断

[目的]离心泵组出现故障后会给所在平台任务完成及战备完好性的提升带来较大影响。为解决离心泵组常见的故障检测与定位问题,提出一种离心泵滚动轴承故障诊断方法。[方法]首先使用局部特征尺度分解(LCD)对滚动轴承信号进行自适应分解,然后提取分解后各内禀模态分量(ISC)的样本熵作为故障特征,并利用随机森林对离心泵滚动轴承进行故障诊断,最后结合故障诊断试验,基于离心泵组中所注入的轴承故障的监测数据分析验证上述方法的正确性。[结果]试验结果表明,该方法能有效诊断出离心泵滚动轴承的故障模式。[结论]对离心泵组相应故障诊断方法的研究可为提高机电设备诊断能力奠定基础,为泵组故障预测与健康管理系统的建立提供技术支持。     

基于双树复小波包和PNN的柴油机故障诊断研究

针对传统小波变换在故障特征提取中的不足,提出一种基于双树复小波包和概率神经网络(PNN)的故障诊断方法。首先通过双树复小波包变换将各个工况的柴油机声信号分解得到不同频带的分量,选取各频带分量的能量作为特征向量,再利用PNN对特征向量进行训练,最后通过测试样本得到柴油机典型故障诊断结果。实验表明,该方法可以对柴油机典型故障进行较为准确的诊断,相比传统小波包有着更高的故障诊断率。     

基于集合谱峭度法的轴承故障诊断

轴承早期故障引起的微弱振动变化信号往往淹没在机械传动系统的背景振动噪声中,其故障特征提取困难。本文针对滚动轴承故障振动信号的非平稳性及调制特性,提出集合经验模式分解和谱峭度法合的滚动轴承故障特征信号提取及其故障诊断的新方法——集合谱峭度法(Ensembled Kurtogram,EK)。该方法应用集合经验模式分解将振动信号分解为多个固有模式函数,分别计算各个固有模式函数的峭度值及其与故障工况下振动信号、正常工况下振动信号之间的相关性,根据IMFs自动选取规则选取合适的IMFs进行轴承故障信号的重构;然后针对重构后的信号进行谱峭度计算得到对应的峭度图,根据峭度图上最大值原则选取最佳带通滤波器进行滤波;最后运用包络解调后的信号进行故障诊断。本文通过模拟仿真和实验验证,验证了该算法的故障信号提取有效性和故障诊断能力。     

基于人工鱼群算法的船舶电子设备故障智能诊断方法

为实现电子设备的高效维护,确保船舶安全航行,设计了基于人工鱼群算法的船舶电子设备故障智能诊断方法。采用离散小波变换法分解电子设备运行信号样本,通过计算不同尺度下的小波能量值完成船舶电子设备故障特征参数的提取,将其作为基于RBF神经网络的故障诊断模型的输入,利用人工鱼群算法对故障诊断模型的权值、阈值参数作优化处理,最终输出不同类型故障发生概率,实现电子设备故障诊断。实验结果表明,正常以及不同故障状态下,电子设备运行信号的时域波形存在很大差异,研究方法可实现故障特征参数的提取,并完成故障类型的识别,30次迭代后MSE指标即可降至最低,仅为10^-4。     

基于小波包分解的船用柴油机燃油电磁阀故障诊断方法

为了精准识别电磁阀故障,确保船用柴油机安全、平稳运行,提出基于小波包分解的船用柴油机燃油电磁阀故障诊断方法。采用小波包分解法对船用柴油机燃油电磁阀电流信号作分解,获取其多频带特征。通过核主成分分析法对其作降维处理,完成敏感特征选择。将其作为最小支持向量机的输入,自适应蚁群优化算法通过自适应调整挥发因子、状态转移规则确定最优模型参数,实现燃油电磁阀故障的准确诊断。结果表明：故障、正常工况下的燃油电磁阀电流特性曲线存在较大差异;该方法可提取电流信号的8个频带特征、不同频带特征间差异度大;特征选择有利于提高燃油电磁阀故障辨识度。本文方法可实现燃油电磁阀故障诊断,诊断效果突出。     

基于PCA和SVM的柴油发动机冲击故障诊断方法研究

针对柴油发动机振动信号进行故障诊断技术研究,提出了一种基于主成分分析和支持向量机的柴油发动机冲击故障诊断方法。首先利用小波包分解提取出冲击故障的特征;再利用主成分分析技术获得敏感特征参数,进而减小数据处理的复杂程度;最后利用支持向量机对敏感特征参数样本进行训练,获得分类模型,进而实现故障分类。将该方法用于柴油机实际故障分类,诊断准确率较高,证实了本文方法对多种冲击故障诊断的有效性。     

基才解调During振子的早期故障诊断及其应用的实证研究

针对滚动轴承微弱调制信号,提出了一种基于Hilbert解调和Duffing振子的故障诊断方法。分别介绍混沌振子检测微弱周期信号、解调Duffing振子检测的原理和数值仿真试验。并着重介绍滚动轴承故障的早期诊断。结果表明,该方法可以有效检测强噪声背景下的微弱调制信号。     

基于时间序列与小波分析的船舶柴油机故障诊断

模拟柴油机气阀间隙异常的几种情况,并实时监测柴油机缸盖振动信号.采用时间序列分析方法对船舶柴油机缸盖振动信号功率谱进行识别,采用小波变换方法对各信号进行小波包分解,并提取故障特征频段信号进行功率谱估计,实现精确故障诊断.     

基于EMD和RBF的滚动轴承故障诊断

提出了基于经验模态分解(EMD)和径向基(RBF)的滚动轴承故障诊断方法。同时给出了诊断实例:利用EMD将滚动轴承震动信号分解成若干个固有模态函数(IMF)分量,然后对每一个IMF进行Hilbert变换,最后提取每个IMF分量的平均频率及能量比,并以此作为RBF神经网络的输入参数来判断轴承的工作状态。诊断结果表明该方法能够实现轴承故障的诊断,而且速度快,准确率高,易于实现自动化监测。     

小波分析在故障诊断中的应用

在分析小波变换原理的基础上,根据设备出现故障时的信号特征,介绍了小波分析在降噪及故障诊断中的应用。重点分析了小波变换应用于设备故障诊断的优点及其优于傅里叶变换等其他方法的数学机理。最后通过实例验证小波分析在故障诊断中的应用,并通过与傅里叶变换对比,表明小波变换能克服傅里叶变换的固有缺陷,准确提取故障特征。     

Ship propulsion shafting bearing fault diagnosis based on holographic SDP similarity visual recognition北大核心CSCD

[目的]针对船舶推进轴系轴承的故障诊断问题,提出一种基于全息对称点图形(SDP)和相似性识别的可视化诊断方法。[方法]首先,多方位采集轴承振动信号,全面监测轴承发生故障时的规律性冲击在时域和频域中引起的非平稳性变化特征;然后,基于SDP对称点分布原理,将多个维度信号的时域和频谱融合至同一个二维图形,以放大信号之间的差异性;最后,基于相似性识别方法对轴承进行简易诊断。[结果]轴承故障实验平台的验证结果表明,该方法可以实现多个信号的有效图形融合,全面展示设备信号的状态特征,从而准确地诊断故障。[结论]研究成果可为船舶推进轴系轴承的可视化故障简易诊断提供参考。     

一种基于小波分析的船舶振动故障检测方法

迅速兴起的小波分析方法,对时变信号处理具有独特的优点,能同时在时频双域中对信号进行分析。通过对船舶辐射噪声特性的分析,论述了针对振动信号如何选择小波基和如何利用阈值的选取规则。通过与正常信号在仿真过程中的分析对比,直观地得到电路中改变参数所带来的软故障信号的突变特征,成功提取出电路中输出信号的软故障特征,为进一步诊断故障提供了便利。     

外圈故障滚动轴承周期运动Neimark-Sacker分岔研究

文章基于非线性理论,建立了三自由度非光滑系统轴承外圈故障模型,研究了该情况下,系统周期运动的Neimark-Sacker分岔现象和混沌等非线性行为。求出系统的切换矩阵,将得到的切换矩阵结合Floquet理论确定了该非光滑系统周期运动发生Neimark-Sacker分岔的条件。通过在碰撞面处建立Poincaré映射,用数值方法进一步揭示轴承系统的周期运动经Neimark-Sacker分岔通向混沌的现象。发现当旋转频率接近临界分岔点时,系统有一对Floquet特征乘子的模接近1,其余特征乘子模都小于1,系统发生Neimark-Sacker分岔,随着旋转频率的增加,系统经历了典型的Neimark-Sacker分岔通向混沌的非线性行为。同时研究了不同的阻尼系数对系统分岔的影响,发现阻尼可以有效地延迟系统的分岔点。对该故障轴承系统分岔和混沌的研究,可为实际装备安全运行及故障诊断提供依据,同时为设计提供理论指导和技术支持。     

一种自适应Morlet小波包络解调的弱故障检测方法

为自适应实现Morlet小波与故障冲击特征成分的最优匹配,采用基于Shannon小波熵的方法优化带宽参数设计了最优Morlet小波。针对最佳尺度的求取难题,利用谱峭度与小波熵均能敏感反映冲击性的特性,提出了基于峭熵比的最佳尺度的求取方法。基于此,提出基于自适应Morlet小波包络解调的弱故障特征提取方法。仿真实验与实例分析表明:该方法克服了传统包络解调需要人为设定带通滤波器参数的不足,减少人工干预,能自动有效地从强噪背景中提取微弱故障特征,具有一定的工程应用价值。     

模拟电路故障诊断新方法探讨与展望

本文探讨了该领域中的一些新研究方法,主要包括神经网络、模糊理论、小波变换、遗传算法、信息融合等理论发展起来的新理论和新方法。对上述方法的基本原理、优缺点及发展现状进行述评,并预测了模拟电路故障诊断技术的发展趋势。