基于小波网络的船舶柴油机燃油系统故障诊断

采用小波变换和BP神经网络的辅助式结合,通过小波变换提取故障特征向量作为BP神经网络的输入值,设计并组建了小波神经网络;利用小波变换模极大值分析高压油管燃油压力信号的奇异性,提取故障特征向量;根据故障采集数据并建立学习样本,通过网络训练建立BP神经网络输入和输出间良好的非线性映射,进而通过特征向量输入BP神经网络来诊断故障。实验数据分析表明:该方法具有良好的诊断效果。     

参数优化VMD对变压器声音信号的故障诊断

变压器内部局放声音信号包含了设备故障特征信息,但是局放声音信号的非线性、非平稳性使得故障特征难以提取,因此现有基于声音信号识别变压器内部故障识别率低.为此,提出模拟退火优化变分模态分解—样本熵的特征提取方法,并与支持向量机结合进行变压器内部局放故障诊断.首先,基于模拟退火算法实现变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的参数寻优;然后,采用最优参数设定VMD并对故障声音信号进行分解,得到包含故障特征的本征模态函数,进而求取各本征模态函数的样本熵作为对应样本的特征向量;最后,利用支持向量机实现特征向量的识别与分类.模拟实验结果表明,所提出的方法可以有效提取局放故障声音信号的特征,具有较好的故障识别率.     

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.     

航空发动机转子碰摩故障瞬时频率诊断方法

分析了航空发动机转子碰摩故障振动信号的基本特征,提出了故障信号瞬时频率诊断方法。运用解析小波将故障信号变换到小波域,利用小波系数的振幅和相位信息综合确定瞬时频率,根据瞬时频率的特征诊断故障,并对比了故障信号瞬时频率诊断方法与窗口Fourier变换方法故障诊断结果。数值分析结果表明:利用瞬时频率诊断方法提取碰摩信号的瞬时频率比利用窗口Fourier变换得到的结果更精细,并可获得用短时Fourier变换无法得到的一些瞬时频率曲线。     

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BP与Elman神经网络的发动机缸壁间隙检测

以DA462型发动机为研究对象,发动机在1 500 r/min固定转速下人为改变缸壁间隙,并采集缸壁表面的振动信号,利用区间小波包提取信号的特征向量,采用部分测试信号为训练样本,小部分样本为测试样本,分别用BP神经网络和Elman神经网络方法识别不同的缸壁间隙。结果表明,与BP神经网络相比,Elman神经网络能够快速高效的识别出不同的缸壁间隙。     

车辆传动系统变参小波流形融合故障诊断方法

应用流形学习方法非线性融合信号在不同小波参数下中央尺度对应的小波包络,研究了强背景噪声下车辆传动系统振动信号故障瞬态脉冲包络的有效提取问题,并与传统信号时频分解方法进行了对比研究;采用不同小波参数对振动信号进行连续小波变换,提取了每组参数下中央尺度上的小波包络;采用基尼指数选择若干包含故障瞬态脉冲信息的小波包络,构造了高维小波包络矩阵;采用局部切空间排列算法对高维小波包络进行流形融合,获得了反映故障瞬态脉冲包络本质结构的小波包络流形;为了验证所提方法的有效性和优越性,采用不同方法对轨道车辆轮对轴承和汽车变速齿轮箱的故障振动信号进行了对比分析。研究结果表明:在分析轴承外圈故障信号时,所提方法基尼指数比传统信号时频分解方法提高27.32%以上;在分析齿轮磨损故障信号时,所提方法基尼指数比传统信号时频分解方法提高26.74%以上。可见,所提方法通过综合具有不同形态的变参小波包络,可以在无需优化小波参数情况下,对车辆传动系统中的不同关键部件故障振动信号具有较好的自适应性,提取的故障脉冲包络中的带内噪声少,故障脉冲特性明显,容易识别其频谱中的故障特征频率,是检测车辆传动系统故障的一种有效方法。      

小波包-神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用

针对摆式列车倾摆控制系统故障的特点，研究了神经网络结合小波包分析进行故障诊断的方法，采用小波包分解和信号重构的方法，将在摆式列车试验台上采集到的振动信号分解到不同的频带以提取有关的故障信息，并将振动信号各频带内的能量特征作为训练样本输入前向神经网络，用优于改进梯度下降法的Levenberg—Marquardt优化方法对网络进行训练，对倾摆控制系统的常见故障进行识别和诊断。实践表明，该方法对摆式列车倾摆系统故障的诊断是可靠的。     

小波变换在轴承故障声发射信号降噪中的应用

噪声消除是小波变换最成功的应用之一，其基本思想是将信号的小波变换系数通过阈值处理，然后进行小波重构得到降躁的信号。根据故障轴承声发射信号的脉冲特性选取Morlet小波．以“小波熵最小”原则确定Morlet小波的波形参数，然后进行连续小波变换。采用软阈值方法处理小波东数，通过小波重构得到降噪后的故障声发射信号，噪声得到了很好的抑制，故障脉冲特征明显增强。采用实验数据，通过与离散小波变换的比较，得到了用连续小波变换可以有效降低噪声、提取故障声发射信号特征的结论。     

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。      

基于多传感器数据融合的齿轮箱故障诊断方法

为了解决单通道单维度振动信号输入不能全面表达齿轮箱故障特征的问题,提出一种基于多传感器多通道数据融合的诊断模型,结合卷积神经网络应用于齿轮箱振动信号的特征学习和故障分类中.利用连续小波变换对多通道数据进行二维时频变换,得到二维时频图像;构建神经网络诊断模型,以多通道的时频图作为输入,实现多通道信号特征的故障分类.通过动...     

基于智能优化方法的SVM电机故障诊断模型研究

为提高电机故障诊断的准确率和有效性,提出了基于智能优化算法的支持向量机电机故障诊断模型.首先采集交流电机不同位置上的振动加速度信号,使用小波包分析方法对所采集的振动加速度信号进行特征提取,将得到的能量比向量作为支持向量机故障诊断模型的输入,使用遗传算法、粒子群优化算法对支持向量机故障诊断模型进行参数优化并进行模型训练,在使用测试样本集对得到的两种故障诊断模型进行分析之后可以看出经过参数优化后的支持向量机模型提高了故障预测的准确率,并且粒子群优化方法具有比遗传算法更高的预测准确率,并极大地减小了优化时间及优化次数.     

交通事件小波分解与支持向量机声频识别方法

分析了现有交通事件自动检测和识别方法,提出了应用小波分解与支持向量机相结合的交通事件声频识别方法。将车辆行驶的声音信号进行小波分解,以不同频段的重构信号能量作为特征向量,对由多个支持向量机构成的交通事件分类器进行训练,并对正常行驶、刹车和碰撞事件的声音信号进行识别。试验结果表明:利用车辆声音信号能够正确识别不同的交通事件,识别准确率达95%,识别方法可行。     

小波分析在滚动轴承故障诊断中的应用

主要是针对故障滚动轴承的非平稳振动信号提出了一种应用小波函数的时一频分布分析方法,对故障特征进行提取,并借助Matlab语言编程实现对故障滚动轴承信号特征频率的仿真,与理论公式计算结果基本吻合。     

基于小波分析的大型回转支承故障特征信号的提取

现场的测试及分析发现，门座式起重机回转支承的局部损伤及由缺陷类故障所引起的低频振动信号由于受到系统高频固有振动及其他背景噪声的干扰而难以分离，小波分析以其良好的时频局部化分析特性，弥补了传统信号分析方法如傅立叶变换、短时傅立叶变换等的不足，较好地实现了对信号全貌及其局部特性的双重分析．文中提出利用小波分析方法的特性有效地提取回转支承装置在强噪声等复杂背景下的局部损伤及缺陷类等故障信息．     

基于虚拟仪器的机车滚动轴承故障诊断研究

介绍了机车滚动轴承故障诊断的机理。利用LabVIEW软件和相关硬件,设计了一种机车滚动轴承故障诊断系统。该系统结合某一型号机车轮对,利用CompactDAQ和NI9233加速度采集模块采集滚动轴承振动信号。根据滚动轴承机理,振动信号包含滚动轴承故障信息。因此,运用小波变换函数,对振动信号进行时频域分析处理,获取有用的故障特征信息,进而确定故障类型。从实验结果可以看出,该方法能准确地找到故障频率,对于机车滚动轴承故障诊断有很好的指导意义。     

基于PCA-WT的道岔故障电流特征识别

针对道岔故障电流特征识别中存在的特征冗余,提出一种基于小波变换和主成分分析的道岔电流特征提取方法.首先利用离散小波变换对道岔动作电流曲线分解重构得到各频带信息,采用主成分分析法选取有效频带信息建立特征向量以降低特征维度,减少数据计算量;然后利用BP神经网络进行电流特征分类,从而实现道岔故障诊断.以实际现场监测数据作为测试样本,通过实例仿真验证了本文方法的有效性.     

基于小波包分析的结构损伤预警方法研究

通过研究小波包理论,对连续梁在瞬态荷载冲击下节点的加速度信号进行小波包分析,并提取了损伤前后各频段的节点能量特征向量变化和不同模态的频率变化进行比较分析,证明节点能量特征向量对损伤更加敏感．     

基于小波变换的机械振动故障诊断系统的研究

小波变换具有良好的时频局部性质.论文介绍了小波变换的基本理论,阐述了小波变换用于机械振动信号的奇异性检测以发现机械故障的原理.根据对振动信号小波变换的系数模极值点来定位奇异信号,检测机械故障.给出了系统实现的硬件框图和软件流程.试验表明,系统可以发现故障机械振动信号带有的奇异性,实现旋转机械的故障诊断.     

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.