本文關(guān)鍵詞：基于小波包和支持向量機的軸承故障診斷研究

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【摘要】：滾動軸承是最常用且關(guān)鍵的旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備,同時它的故障發(fā)生率很高,軸承工作狀態(tài)的好壞直接影響著整臺設(shè)備甚至整條生產(chǎn)線的運行情況。因此,對滾動軸承進行故障診斷研究,具有十分重要的實際意義和理論價值。針對滾動軸承故障診斷具有數(shù)據(jù)樣本有限,采集的故障振動信號具有非平穩(wěn)、強噪聲背景等特點,本文提出采用小波包變換對故障振動信號進行去噪、重構(gòu)以及特征提取,并結(jié)合支持向量機對故障類型進行識別的方法。為提高故障類型的識別正確率,首先,對基于小波包分析提取的故障特征向量作歸一化處理；其次,利用在交叉驗證(CV)意義下的遺傳算法對支持向量機參數(shù)進行尋優(yōu)；最后,用測試樣本分別對未參數(shù)優(yōu)化、參數(shù)尋優(yōu)的支持向量機進行故障類型識別。在MATLAB的平臺優(yōu)勢下,通過對比實驗結(jié)果,表明本文提出的方法具有更高的分類識別率,并且在允許的誤判范圍內(nèi),能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。
【關(guān)鍵詞】：滾動軸承 故障診斷 特征提取 支持向量機 小波包變換
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3;TP18
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1. 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景與意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 滾動軸承故障診斷的流程12
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-15
• 1.4.1 研究內(nèi)容12-13
• 1.4.2 結(jié)構(gòu)安排13-15
• 2. 滾動軸承故障機理及振動分析15-18
• 2.1 滾動軸承振動信號的特性分析15-17
• 2.1.1 滾動軸承的結(jié)構(gòu)以及特征頻率15-16
• 2.1.2 滾動軸承的固有振動頻率16
• 2.1.3 滾動軸承故障振動模型16-17
• 2.2 小結(jié)17-18
• 3. 基于小波分析的特征提取18-29
• 3.1 小波分析18-20
• 3.1.1 連續(xù)小波變換(CWT)18-19
• 3.1.2 離散小波變換(DWT)19
• 3.1.3 多分辨率分析19-20
• 3.1.4 正交小波變換20
• 3.2 小波包分析20-23
• 3.2.1 小波包的定義20-21
• 3.2.2 小波包的子空間分解21-22
• 3.2.3 小波包重構(gòu)22
• 3.2.4 母小波的選取22-23
• 3.2.5 小波的分解層數(shù)的選取23
• 3.3 小波降噪23-27
• 3.3.1 基本降噪模型23-24
• 3.3.2 常用的小波降噪方法24-25
• 3.3.3 軟、硬閾值去噪的基本原理25-26
• 3.3.4 閾值的選取26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-29
• 4. 支持向量機識別方法研究29-42
• 4.1 引言29
• 4.2 遺傳算法及其原理29-32
• 4.2.1 遺傳算法的基本原理及特點29-30
• 4.2.2 遺傳算法的實現(xiàn)步驟30-32
• 4.3 支持向量機分類器32-37
• 4.3.1 支持向量機分類的基本原理32-36
• 4.3.2 支持向量機的核函數(shù)36
• 4.3.3 支持向量機分類器的類型36-37
• 4.4 SVM分類器與核函數(shù)的選擇37-39
• 4.4.1 SVM分類器的選擇37-38
• 4.4.2 核函數(shù)以及參數(shù)優(yōu)化方案的選擇38-39
• 4.5 基于CV的遺傳優(yōu)化SVM的算法實現(xiàn)39-41
• 4.5.1 交叉驗證原理39-40
• 4.5.2 CV-GA算法實現(xiàn)40-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 5. 實驗仿真42-55
• 5.1 故障診斷流程42-43
• 5.2 去噪以及特征提取43-48
• 5.2.1 小波包去噪實驗43-45
• 5.2.2 小波包頻帶能量特征提取45-48
• 5.3 基于SVM的故障特征分類48-54
• 5.3.1 libsvm的介紹以及使用48-49
• 5.3.2 未經(jīng)參數(shù)優(yōu)化的SVM仿真分類實驗49-51
• 5.3.3 基于GA-SVM的分類仿真實驗51-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 6. 結(jié)論55-57
• 6.1 總結(jié)55
• 6.2 研究工作展望55-57
• 參考文獻57-60
• 作者簡歷60-62
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集62

【參考文獻】

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本文編號：685636