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基于混合智能新模型的故障诊断
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH17[机械工程—机械制造及自动化] TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械工程学院,西安710049, [2]西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金重点(50335030)、国家高技术研究发展计划(863计划,2006AA042430)和国家重点基础研究发展计划(973计划,2005CB724100)资助项目.
中文摘要:

为了解决机械设备中早期故障和复合故障识别的难题,提高故障诊断的准确率,利用经验模式分解(Empirical mode decomposition,EMD)、改进的距离评估技术、自适应神经模糊推理系统(Adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)和遗传算法(Genetic algorithm,GA)等技术,提出一种综合运用多征兆域特征集和多个分类器的混合智能诊断模型。该模型在特征提取之前,利用滤波、EMD、解调等预处理技术挖掘潜藏在动态信号中的故障信息;从原始振动信号和预处理信号中,分别提取从不同侧面表征设备运行状态的时域和频域统计特征,得到6个特征集。采用提出的一种改进的距离评估技术选择特征,从6个原始特征集中相应地筛选出6个敏感特征集。将6个敏感特征集输入到基于GA组合的多个ANFIS分类器以得到最终的诊断结果。该模型在电力机车轮对轴承的故障诊断中实现了轴承不同故障类型、不同故障程度,以及复合故障的可靠识别,获得了满意的诊断结果。应用结果也验证了基于改进的距离评估技术的特征选择方法的有效性。

英文摘要:

In order to solve the difficult problem of identifying incipient fault and compound fault for mechanical equipment, and improve diagnosis accuracy, a novel hybrid intelligent diagnosis model based on multiple feature sets from different symptom domains and multiple classifier combination, is proposed. This model combines empirical mode decomposition (EMD), the improved distance evaluation technique, adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and genetic algorithm (GA) techniques etc. Prior to feature extraction, several signal preprocessing techniques, i.e. filtration, EMD and demodulation etc., are employed to excavate the underlying fault information from dynamic signals. Time-domain and frequency-domain statistical features that reflect the equipment operation conditions from various aspects are extracted and six feature sets are obtained. In succession, the improved distance evaluation technique is proposed, and with it, six sensitive feature sets are selected from the six original feature sets, respectively. The six sensitive feature sets are input into the multiple ANFISs combined by GA to attain the final diagnosis result. The application to fault diagnosis of locomotive wheel pair bearings shows the model is able to reliably recognize not only different fault categories and severities but also the compound faults. Thus, a desired diagnosis effect is obtained via the hybrid model. Moreover, the application result also validates the power of the proposed feature selection method based on the improved distance evaluation technique.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603