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小波相关排列熵和HMM在故障预测中的应用
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:振动工程学报
  • 时间:2013.4.4
  • 页码:269-276
  • 分类:TP206.3[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—检测技术与自动化装置] TH133.33[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]装甲兵工程学院机械工程系,北京100072
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(51075396)
  • 相关项目:基于排列熵和非监督学习的柴油机异常状态检测与识别方法研究
中文摘要:

针对机械系统故障预测中微弱信号特征提取困难和预测精度不高的问题,引入滤波效果良好的小波相关滤波法和对信号微弱变化特征敏感的排列熵算法,以及具有较强的动态过程时序模式分类能力的隐马尔可夫模型,提出一种新的小波相关排列熵特征提取方法和基于隐马尔可夫模型的故障预测方法。对采集到的设备振动信号进行小波相关滤波处理,得到信噪比较高的各层小波系数,在此基础上计算小波系数的排列熵复杂度,构造信号沿各小波分解层分布的小波相关排列熵特征矢量,并据此构建相应的隐马尔可夫模型进行退化状态的识别和故障发生概率的预测。通过对滚动轴承全寿命数据的分析,验证了这种方法的有效性和优越性。

英文摘要:

To overcome the difficulty of feature extraction for weak signal and lower precision in fault prediction, wavelet trans- formation correlation filter method (WTCF) which is good at filtering, Permutation Entropy (PE) algorithm which is sensitive to weak variation of the signal, and hidden markov model (HMM) which has preferable classification capability for time series modes in dynamical process are introduced. A new method named wavelet correlation permutation entropy (WCPE) for feature extraction and HMM for fault prediction are proposed. The gathered vibration signal of equipment is processed by WTCF to obtain high signal-to-noise wavelet coefficients for each layer. Then their PE complexities are calculated to construct the WCPE feature vectors, which are employed to construct the HMM for degradation state recognition and fault probability prediction. The analytical results for full lifetime datasets of a certain bearing demonstrate the validity and advantage of the method.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:12831