基于粒子群算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法研究
本文關(guān)鍵詞:基于粒子群算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:變速器的故障診斷本質(zhì)上是故障模式識別過程,其復雜的結(jié)構(gòu)、變化頻繁的運行工況加上較大的背景噪聲,挑戰(zhàn)著現(xiàn)有的智能故障診斷技術(shù)。粒子群優(yōu)化算法作為一種群體智能優(yōu)化算法,在許多優(yōu)化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?紤]到粒子群算法容易陷入局部極值,采用重組粒子群算法來避免粒子群算法出現(xiàn)的早熟問題,提高算法的精度。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為在智能故障診斷技術(shù)中常用的方法也存在局部極值問題,使得診斷精度和穩(wěn)定性差。本文改進重組粒子群算法的粒子初始化方式,提出基于重組粒子群算法優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法,自動確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。通過軸承故障的分類診斷驗證該方法的有效性,并在訓練效率和故障識別正確率上優(yōu)于標準BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基本粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上,提出重組粒子群變結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層節(jié)點數(shù)的自動選取,對軸承故障的分類診斷結(jié)果驗證所提方法的有效性。通過變速器齒輪故障試驗,利用重組粒子群變結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對軸承正常時的齒輪故障和軸承內(nèi)圈故障時的齒輪故障進行了診斷識別,分析了所提方法的診斷效果,并與其他方法進行對比,驗證了重組粒子群變結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】:故障診斷 粒子群優(yōu)化算法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 重組粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學位授予單位】:華南理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TP183;U472.9
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 課題來源9
- 1.2 課題研究意義和目的9-10
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
- 1.4 論文研究內(nèi)容14-15
- 第二章 粒子群優(yōu)化算法15-38
- 2.1 粒子群優(yōu)化算法的來源及其背景15
- 2.2 粒子群優(yōu)化算法15-31
- 2.2.1 全局型和局部型粒子群優(yōu)化算法18-19
- 2.2.2 標準粒子群優(yōu)化算法19
- 2.2.3 粒子群優(yōu)化算法的參數(shù)控制19-28
- 2.2.4 仿真分析28-31
- 2.2.5 PSO算法的優(yōu)缺點31
- 2.3 重組粒子群優(yōu)化算法31-37
- 2.3.1 粒子群優(yōu)化算法“早熟”現(xiàn)象31-33
- 2.3.2 重組粒子群優(yōu)化算法33-37
- 2.4 本章小結(jié)37-38
- 第三章 重組粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法38-59
- 3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)38-43
- 3.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型38-39
- 3.1.2 BP算法39-41
- 3.1.3 仿真分析41-43
- 3.2 重組粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)43-52
- 3.2.1 編碼方式44-45
- 3.2.2 適應(yīng)度指標45
- 3.2.3 初始化方式45-46
- 3.2.4 診斷流程46-47
- 3.2.5 仿真分析47-52
- 3.3 重組粒子群變結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)52-58
- 3.3.1 編碼方式52-53
- 3.3.2 適應(yīng)度指標53-54
- 3.3.3 重組粒子群變結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷模型54-55
- 3.3.4 仿真分析55-58
- 3.4 本章小結(jié)58-59
- 第四章 變速器故障診斷59-69
- 4.1 變速器故障試驗59-61
- 4.2 振動信號時域和頻域分析61-64
- 4.2.1 齒輪故障61-62
- 4.2.2 耦合故障62-64
- 4.3 基于重組粒子群變結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的齒輪故障診斷64-68
- 4.3.1 齒輪故障診斷64-66
- 4.3.2 耦合故障診斷66-68
- 4.4 本章小結(jié)68-69
- 結(jié)論69-71
- 參考文獻71-78
- 攻讀碩士學位期間取得的研究成果78-79
- 致謝79-80
- 附件80
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