KPCA法在风电机组齿轮箱故障诊断中的应用.pdfVIP

学兔兔 第 5期 (总第 174期 ) 机 械 工 程 与 自 动 化 N o．5 2012年 lO月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION O ct． 文章 编 号 ：1672—6413(2012)05—0130—03 KPCA法在风 电机 组齿轮箱 故障诊断 中的应用 刘 迎 ，董兴辉 ，李元 源 ，赵 玉伟 (华北 电 力 大学 能 源 动 力 与机 械 工程 学 院 ，北 京 102206) 摘 要 ：将 核 主 成 分 分 析 法 应 用 于 风 电机 组 齿 轮 箱 的 故 障 诊 断 中， 通 过 计 算齿 轮箱 振 动 信 号 原 始 数 据 空 间 的 内 积核 函数 来 实现 原 始 数 据 到 特 征 空 间 的非 线 性 映射 。利 用 某 风 场 齿 轮 箱 的 正 常 工 作状 态 、初 期 磨 损 状 态 以及 断齿 状 态 下 的振 动数 据 进 行 测 试 ，对 主成 分 分 析 法 和 核 主 成 分 分 析 法 的 分 类 结果 进 行 了分 析 比较 。 实 验 结 果 表 明 ，核 主成 分 分 析 法 能够 有 效 地 对 齿 轮 故 障 信 号 进 行 特 征 提 取 和 模 式 分 类 ，更 适 合于 故 障信 号 非 线 性 特 征 的提 取 。 关 键 词 ：核 主成 分 分 析 ；故 障 诊 断 ；模 式 分 类 中 图分 类 号 ：TH165 ．3：TH132．41 文 献 标 识 码 ：A 0 0 引 言 z ，?， ] ，设其 均值 E[X]：0。C 为 协方 差 即 自 故 障诊 断 中特 征 提取 方 法 很 多 ，基于线 性 变 换 的 相关 矩 阵 ，表示 为 ： 主 成分分 析 法是最 常用 的方法 。主成 分特征 提取 能够 C 一E[(X—E[x])(X—E[X])r]一E[XX ]。 简 化处理 问题 的难 度 ，加强 原 始 信 号 的 抗 干 扰 能力 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1) 然 而 当输 入 空间 变量 发 生变 化 时 ，主成 分特 征 值 也 会 设 Cx的特 征 值 为 1， 2， ，?， ，且 ≥ 扎≥ 发 生相应 的 变化 ，从而 影 响 特征 提 取 结 果 ，另外 ，主成 ， 它对 应 的特 征 向 量 为 U ，【，：，U ，?，【， ，则可 得 分 分析法 是 一种线 性 分 析方 法 ，其对 于 非线 性 问题 则 出： 一 X( =l，2，?， )为X 的第 i个主成分 ，有： 不 能达 到 良好 的提取效 果 。核 主成 分分 析法 是基 于支 y===L，TX 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 持 向量算 法 基础上 提 出的 ，它将 核 函数 的思 想应 用 于 其 中 ：特征 向量矩 阵 U—Iv。， ，?， ]，满足 ；