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基于混沌与模糊聚类的机械故障自动识别
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2011.10.10
  • 页码:81-85
  • 分类:TH17[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]燕山大学电气工程学院,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家自然科学基金(61077071 51075349); 河北省自然科学基金(F2011203207)资助项目
  • 相关项目:基于数据驱动知识发现的智能故障诊断方法与专家系统关键技术
中文摘要:

针对大型设备旋转部件故障模式复杂难以识别的特点,给出一种基于混沌与模糊最大似然估计(Fuzzy maximum likelihood estimates,FMLE)聚类相结合的机械故障自动识别方法。利用混沌振子在非平衡相变对小信号非常敏感,而对噪声和高频信号具有强免疫力的特点,可检测出微弱的周期故障特征信号的频率信息,并将其作为故障特征矢量输入模糊聚类分类器进行聚类分析。同时针对传统的模糊C均值(Fuzzy center means,FCM)聚类算法只适用于球形或者类球形数集分布的缺陷,将基于最大似然估计的距离测度引入故障特征聚类中,实现对不同形状、大小和密度的故障数据集模糊聚类,达到对机械故障自动识别的效果。试验及工程实例结果证明了方法的有效性,同时证明FMLE聚类具有更好的聚类效果。

英文摘要:

Aiming at the difficulty of recognizing fault pattern of rotating parts in mechanical equipment,a new method for fault diagnosis based on chaos and fuzzy maximum likelihood estimates(FMLE) clustering algorithm is introduced.The non-equilibrium phase change of chaos oscillator is very sensitive to small signal and immune against the random noise and the high frequency signal.The frequency of the weak fault signals is extracted easily,which can be used to cluster analysis as fault feature vectors.Considering that the traditional fuzzy c-means(FCM) clustering algorithm is only suited to spherical-shape distribution dataset,distance norm based on the fuzzy maximum likelihood estimates is introduced,which suits to datasets with different shape and size,density and the different faults in rotating machinery are detected automatically.Results of experimental and engineering test indicated that the method is effective,and the cluster effect based on FMLE clustering is better.

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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