滚动轴承故障特征信息提取及SVM智能识别研究

【摘要】信号检测、故障特征提取、状态识别、预测是故障诊断主要的四个方面,其中故障特征提取直接关系到状态识别的准确性。滚动轴承是机械设备中常用的零部件,同时也是一种易损件,其正常与否直接影响设备的性能,因此开展滚动轴承故障诊断具有重要意义。故障轴承振动信号往往表现出非平稳、非线性并且带有大量噪声,传统的频域方法在处理时存在较大的缺陷;小波变换虽具有较好的时频分辨率,但不是自适应的；经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,简称EMD)易出现模态混叠、虚假分量、端点效应等现象。针对上述情况,在充分了解滚动轴承振动机理和特征频率的基础上,总结和汲取国内外滚动轴承故障诊断技术后,引入总体平均经验模态分解(EnsembleEmpiricalModeDecomposition,简称EEMD)、样本熵和支持向量机(SupportVectorMachine,简称SVM),从而提取了包含滚动轴承故障特征信息的本征模态分量,实现了本征模态分量复杂度度量以及滚动轴承故障SVM智能识别,主要研究内容如下：以滚动轴承为研究对象,分析了滚动轴承振动的原因、振动类型、特征频率,重点分析了内圈、外圈和滚动体点蚀引起的振动及其特征频率。采用镜像闭合延拓法来抑制EEMD的端点效应,采用相关系数法来滤除EEMD过分解分量,仿真信号验证表明镜像闭合延拓法能有效抑制端点效应,相关系数法能准确滤除过分解分量。采用样本熵度量本征模态分量的复杂度,实验结果表明样本熵增大—减小—增大的变化趋势能准确反应轴承振动信号随故障程度变化而变化的趋势。设置轴承正常和内圈、外圈、滚动体点蚀故障,获取相关信号后采用自动寻找长度对数(sqtwolog)阈值小波降噪,之后用EEMD和样本熵提取滚动轴承故障特征信息,并将EEMD样本熵作为SVM的特征向量。构造墨西哥草帽小波核函数SVM,并与径向基小波核函数SVM进行了比较,比较结果表明小波核函数SVM识别轴承正常和内外、外圈、滚动体故障的准确率较径向基核函数SVM高。
【作者】楼军伟；
【导师】胡赤兵；王季；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2013，硕士
【关键词】滚动轴承；EEMD；样本熵；小波降噪；SVM；智能识别；

【参考文献】
[1]杨秀伟.初中信息技术任务驱动式教学网站的设计与开发[D].河北大学,现代教育技术,2014,硕士.
[2]刘肖肖.大学生时间心理账户及其与心理健康关系的研究[D].中国地质大学（北京）,应用心理学,2013,硕士.
[3]张木仁.布里亚特蒙古族民歌分类及艺术特征[D].内蒙古大学,音乐学,2013,硕士.
[4]刘琦,林怀忠,陈纯.模糊聚类的最大树算法在Web页面分类中的应用[J].计算机应用研究,2004,11:286-287.
[5]杨超.石家庄市空间结构优化与协调发展研究[D].河北师范大学,人文地理学,2012,硕士.
[6]戴俊伟.加大截面法加固受弯构件的方法及其受力性能研究[D].西安科技大学,防灾减灾工程及防护工程,2014,硕士.
[7]高翔.消油剂对燃料油的增溶作用及对海水青鳉胚胎发育的影响[D].大连海事大学,环境工程,2014,硕士.
[8]郑敏敏.基于眼电信号检测的人机接口研究[D].清华大学,生物医学工程,2013,硕士.
[9]杨林权.荷载和地下水开采作用下的地面沉降数值模拟及应用研究[D].中国地质大学,水文学及水资源,2014,博士.
[10]雨露.基于视听法的蒙古国大学中级汉语听力教学调查与设计[D].沈阳师范大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[11]付广.朝阳市专利战略研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[12]曹军,王虹富,邱家驹.变速恒频双馈风电机组频率控制策略[J].电力系统自动化,2009,13:78-82.
[13]霍建文.寿险企业客户服务质量测量方法研究[D].大连海事大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[14]赵玉杰.大学生隐性思想政治教育研究[D].渤海大学,思想政治教育,2013,硕士.
[15]刘健.面向信息检索的文本信息组织关键技术研究[D].国防科学技术大学,2009.
[16]洪梅.槲皮素对绿豆幼苗生长发育的影响及其耐辐射研究[D].湖南农业大学,作物栽培学与耕作学,2003,硕士.
[17]王琰.美国新闻标题和导语中语用预设的功能分析[D].华中师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[18]汪宽福.小菜蛾hsp70基因的克隆及其在抗、敏品系中热激表达差异研究[D].福建农林大学,生物化学与分子生物学,2010,硕士.
[19]曾翔君,张晓,杨永兵,陈发,杨旭.具有飞跨电容辅助桥臂的三电平中点钳位逆变器方案[J].电力系统自动化,2014,08:84-90.
[20]赵莹莹.分数阶微积分的若干理论及应用[D].郑州大学,应用数学,2013,硕士.
[21]李琳俐.气味商标法律制度国际比较及中国借鉴研究[D].华东交通大学,民商法学,2014,硕士.
[22]龚佳.一般搜索空间下基于实数编码演化算法的动力学行为分析[D].武汉理工大学,应用数学,2012,硕士.
[23]刘娜.基于脉搏波的血压和心血管状态检测算法的研究[D].浙江大学,生物医学工程,2004,硕士.
[24]TofaelAhmed.腰带长体茧蜂嗅觉相关蛋白基因的鉴定和功能验证[D].中国农业科学院,农业昆虫与害虫防治,2014,博士.
[25]罗文.互联网产业创新系统及其效率评价研究[D].北京交通大学,管理科学,2014,博士.
[26]向芳.案例教学法在《经济生活》教学中运用的研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[27]程强.基于网格自动剖分技术的复杂腔体电磁特性的有限元法分析[D].南京航空航天大学,电磁场与微波技术,2004,硕士.
[28]张浩.氧化石墨烯和荧光纳米粒子在生物传感器方面的应用研究[D].吉林大学,2014.
[29]朱平.后殖民语境下的人的异化、自由与责任[D].中国人民解放军外国语学院,英语语言文学,2004,硕士.
[30]王宜举,孟凡秀.基于价格折扣的有条件延期支付策略[J].控制与决策,2014,08:1413-1418.
[31]侯秀杰.DHA调控钾通道抗房颤的作用及机制研究[D].蚌埠医学院,内科学,2013,硕士.
[32]徐强强.准固态DSSC的凝胶态电解质和共轭聚合物对电极的制备、组装与性能研究[D].西安科技大学,化学工艺,2014,硕士.
[33]曾凡龙.国防生文化：校园文化与军营文化的对接研究[D].黑龙江大学,思想政治教育,2013,硕士.
[34]梁元.智能决策支持系统[D].成都理工大学,2004.
[35]黑利利.录音、混音室建筑声学特性研究[D].长安大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[36]周浩.大型渡槽结构三维地震碰撞反应分析[D].郑州大学,水工结构工程,2013,硕士.
[37]李玉龙.服饰装扮过程对情绪的积极影响[D].西南大学,应用心理学,2014,硕士.
[38]刘维佳.黄土高原生态畜牧业雁门关模式研究[D].山西农业大学,动物遗传育种与繁殖,2013,博士.
[39]郑建华,赵政.Web页面排序算法研究[J].微处理机,2003,05:33-35.
[40]张海平.长城钻探工程公司协同办公平台设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[41]许兆新,周双娥,郝燕玲.决策支持系统相关技术综述[J].计算机应用研究,2001,02:35-39.
[42]李晓霞.维权出罪问题研究[D].郑州大学,刑法学,2013,硕士.
[43]李艳君.我国缺陷食品侵权救济制度研究[D].华东交通大学,民商法学,2013,硕士.
[44]董博.家电下乡政策在赤峰市的实施效果分析[D].内蒙古农业大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[45]吴佳.非对称性惩罚对合作行为的影响[D].云南财经大学,统计学,2014,硕士.
[46]李军喜.EPCM化工项目设计管理研究[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[47]程诚.离子液体在BTCA免烫整理中的应用研究[D].东华大学,纺织工程（专业学位）,2014,硕士.
[48]蔡自力.法律视角下社区戒毒康复工作之探讨[D].华侨大学,法律,2013,硕士.
[49]白廷祥.世界高水平男子职业网球运动员年度选赛分析[D].华中师范大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[50]廖梦.保护作品技术措施的合理规避[D].华中科技大学,民商法学,2013,硕士.