基于量子遺傳優(yōu)化的原子分解算法及其在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用
本文選題:故障診斷 + 正交匹配追蹤。 參考:《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造》2017年07期
【摘要】:機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生往往伴隨著振動(dòng)現(xiàn)象,通過對(duì)故障振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效的分析是機(jī)械設(shè)備故障診斷的關(guān)鍵。最近提出的稀疏分解算法具有多分辨率、稀疏性和冗余的特點(diǎn),但是也存在著原子庫構(gòu)造困難和分解算法計(jì)算量大的問題,為了更好將稀疏分解算法應(yīng)用于機(jī)械故障診斷中,提出在正交匹配追蹤算法的基礎(chǔ)上,采用具有良好時(shí)頻特性的Gabor原子,利用量子遺傳算法快速求解多參數(shù)全局最優(yōu)解的優(yōu)點(diǎn),從振動(dòng)信號(hào)中快速和準(zhǔn)確地提取出故障特征信息。通過數(shù)值仿真信號(hào)分析證明了所提的方法無論在特征提取的準(zhǔn)確性上還是減小計(jì)算時(shí)間上都優(yōu)于傳統(tǒng)的正交匹配追蹤算法,另外在軸承故障診斷實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)例分析中,相比傳統(tǒng)的頻譜分析方法更能有效地提取出故障特征信息,有效降低了背景噪聲和雜質(zhì)頻率的干擾。
[Abstract]:The occurrence of mechanical equipment faults is often accompanied by vibration phenomenon. It is the key of mechanical equipment fault diagnosis through the effective analysis of fault vibration signals. The recently proposed sparse decomposition algorithm has the characteristics of multi-resolution, sparsity and redundancy, but it also has the problems of difficult construction of atomic library and large amount of computation of decomposition algorithm. In order to better apply sparse decomposition algorithm to mechanical fault diagnosis. Based on the orthogonal matching tracing algorithm, the Gabor atom with good time-frequency characteristic is adopted, and the advantages of quantum genetic algorithm (QGA) are used to solve the global optimal solution of multiple parameters quickly. The fault feature information is extracted quickly and accurately from the vibration signal. The numerical simulation signal analysis shows that the proposed method is superior to the traditional orthogonal matching tracking algorithm in the accuracy of feature extraction and the reduction of computing time. In addition, the proposed method is applied in the practical application of bearing fault diagnosis. Compared with the traditional spectrum analysis method, the fault feature information can be extracted more effectively, and the interference of background noise and impurity frequency can be effectively reduced.
【作者單位】: 武漢科技大學(xué)機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(51475339) 武漢科技大學(xué)冶金裝備及其控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(2015B11)
【分類號(hào)】:TH17
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2090125
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