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基于Teager能量算子和深度置信网络的滚动轴承故障诊断
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:《中南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.42[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中南大学机电工程学院,湖南长沙410083, [2]湖南科技大学知识处理与网络化制造实验室,湖南湘潭411201, [3]中南大学轻合金研究院,湖南长沙410083, [4]长沙学院机电工程系,湖南长沙410022
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51375500); 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB046300); 湖南省科技计划项目(2016GK2005)
中文摘要:

针对传统的分类器对滚动轴承早期微弱故障进行诊断时泛化能力不强的问题,提出基于Teager能量算子(TEO)和深度置信网络(DBN)的滚动轴承故障诊断方法。先用TEO提取滚动轴承振动信号中的瞬时能量,构造相应的特征向量;采用层次优化算法调整DBN结构参数,生成合适的分类器。应用美国西储大学轴承实验振动信号,对不同类型、不同损伤程度的滚动轴承进行故障诊断,对比分析DBN、支持向量机(SVM)和邻近算法(KNN)的分类准确性。研究结果表明:DBN能更准确、稳定地识别滚动轴承各种故障,具有较强的泛化能力。

英文摘要:

Considering that the traditional classifiers' generalization ability is not strong in the early fault diagnosis of rolling bearings, the fault diagnosis method based on Teager energy operator (TEO) and deep belief network (DBN) were put forward. Firstly, the instantaneous amplitudes of the vibration signal were calculated by TEO, and the instantaneous energies of the signal were extracted. Then the characteristic vectors were constituted with the instantaneous energies. DBN classifiers were used to identify the faults of rolling bearing. For different types of fault diagnosis, DBN structure parameters were adjusted according to the classification error rate of training sets. Using the bearing fault experiments' data of American West Storage University, the classification accuracy of SVM and KNN was compared. The results show that the suggested methods are more effective and stable for the identification of rolling bearing fault diagnosis in various situations.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 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,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:20874