基于DHMM的滚动轴承故障诊断.pdfVIP

学兔兔 第 4期 (总第 191期) 机 械 工 程 与 自 动 化 N O．4 2015年 O8月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Aug． 文 章 编 号 ：1672-6413(2015)04-0132—02 基 于MMH D 的滚 动 轴 承 故 障诊 断 米 樊 巍 ，傅 攀 ，郑睛晴 (西南 交通 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 四川 成 都 610031) 摘 要 ：针 对 传 统 神 经 网络 模 型 训 练 时 需 求 的样 本 量 大 、 训 练 收 敛 速 度 慢 、甚 至 不 能 完成 训 练 的 问 题 ， 提 出 一 种 具 有 良好 分 类 能 力 的模 式识 别 方 法— — 离 散 隐 马 尔 可 夫 模 型 (DHMM)。以滚 动 轴 承 为 研 究对 象 ， 对 振 动 信 号进 行 分 帧 处 理 ，通 过 小 波 包 分 解 方 法得 到 其 特 征 参 数 ，再 由主 成 分 分 析 方 法 (PCA)对 特 征 参 数 进 行 降 维优 化 ， 利 用 简 化 后 特 征 参 数 矢量 训 练 各 轴 承 状 态 的 DHMM ， 最 后 由 训 练 好 的 DHMM 实 现 滚 动 轴 承 运 行 状态监测与故障诊 断。实验研 究表 明：该 方法能够有效地 实现滚 动轴承 的状 态识别 ，并且 需要 的样本 量少 ， 训 练速 度 快 ，对 实 现 滚 动 轴 承 运 行 状 态 的 智 能 化 在 线 监 测 具 有 重 要 的 意义 。 关 键 词 ：滚 动 轴 承 ；故 障 诊 断 ； 隐 马 尔科 夫模 型 ； 主 成 分 分 析 中 图 分 类 号 ：TH165 ．3：TH133．33 文 献 标 识 码 ：A 0 引 言 分 析方 法对 各帧 信号 进行 能量 分解 口]。 滚 动轴 承是 旋转 机 械 中的 重 要 元 件 ，它支 撑 着 机 本 文 中每种 状态 共采 集 30组 样 本 ，每组样 本 采样 械设 备 ，同时设备 运 行 中其 他 元 件 的损 坏 大 部 分 都 要 点 数为 192，共选8 用 120组 实验 样本 进行 轴 承各 状态 传递 到 轴承 上[1]。因此对 滚动 轴承 故 障诊断 技术 的研 模 型 的建模 和分 类 。数据 处 理过 程 中 ，对每个 样 本 信 究 对于 减少 经济 损 失和重 大 事故 的发 生 以及保 证整 个 号 进行 分 帧处理 ，均分 为 16帧 。然后 对 不 同状态 下每 设 备 的正 常运行 具 有极其 重 要 的意义 。本 文采 用离 散 帧信号 进行 3层小 波 包 分解 ，由各 频 带 能 量 作 为特 征 隐马尔 科 夫模 型 (DHMM)的方 法 来 对 滚 动 轴 承 进 行 参 数 构造 特征 向量 ，小波 函数选 用 db4小 波 ，则每帧信 故 障诊 断 。 号可 得到 8个 特征 参数 。 1 实验