基于變分模態(tài)分解與獨(dú)立分量分析的軸承故障特征提取方法
本文關(guān)鍵詞: 滾動(dòng)軸承 變分模態(tài)分解 獨(dú)立分量分析 故障診斷 出處:《濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2017年03期 論文類型:期刊論文
【摘要】:針對(duì)滾動(dòng)軸承早期故障振動(dòng)信號(hào)能量小且易受背景噪聲干擾,從而導(dǎo)致故障特征提取困難等問題,提出基于變分模態(tài)分解(VMD)與獨(dú)立分量分析(ICA)相結(jié)合的故障特征提取方法;該方法首先將原始故障信號(hào)進(jìn)行VMD,得到若干正交的本征模態(tài)分量(IMF),然后依據(jù)峭度準(zhǔn)則對(duì)分解后的信號(hào)進(jìn)行分組重構(gòu),作為ICA的輸入矩陣,最后采用Fast ICA算法實(shí)現(xiàn)故障信號(hào)與噪聲信號(hào)的分離,從而提取機(jī)械故障特征信息;將軸承故障數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象進(jìn)行故障特征提取,并與集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解-獨(dú)立分量分析(EEMD-ICA)方法對(duì)特征信號(hào)的提取效果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,基于VMD與ICA的軸承故障特征提取方法提高了分解效率,解決了信號(hào)易受噪聲干擾的問題,實(shí)現(xiàn)了軸承故障的精確診斷。
[Abstract]:Aiming at the problem that the vibration signal of early fault of rolling bearing is small in energy and easily disturbed by background noise, it is difficult to extract fault features. A fault feature extraction method based on variational mode decomposition (VMD) and independent component analysis (ICA) is proposed. In this method, the original fault signal is first processed into ICA, and some orthogonal eigenmode components are obtained. Then, the decomposed signal is grouped and reconstructed according to the kurtosis criterion as the input matrix of ICA. Finally, the Fast ICA algorithm is used to separate the fault signal from the noise signal, so as to extract the mechanical fault feature information. The bearing fault data is used as the research object to extract the fault features. And compared with the integrated empirical mode decomposition-independent component analysis (EEMD-ICA) method for feature signal extraction, the results show that. The method of bearing fault feature extraction based on VMD and ICA improves the decomposition efficiency, solves the problem that the signal is vulnerable to noise interference, and realizes the accurate diagnosis of bearing fault.
【作者單位】: 石家莊鐵道大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11227201,11372199,11572206) 河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(A2014210142)
【分類號(hào)】:TH133.3
【正文快照】: 利用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析是設(shè)備故障診斷中最直接有效的方法。在機(jī)械系統(tǒng)中,由于受復(fù)雜背景噪聲以及其他干擾源的影響,早期故障的特征信息往往被淹沒在噪聲中,導(dǎo)致其低頻段特征頻率與諧波特征頻率極其微弱,因此故障特征很難提取出來。有效地提取故障信號(hào)一直是機(jī)械設(shè)備監(jiān)測和故障
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本文編號(hào):1446678
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