基于逆物理信息神经网络的轴向柱塞泵故障诊断方法

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作者 常远 储焰 汤何胜 《机床与液压》 北大核心 2026年第2期183-189,共7页

针对轴向柱塞泵斜盘故障样本稀缺导致的样本不平衡问题,提出一种融合逆物理信息神经网络(IPINN)的数据增强与故障诊断方法。构建含有斜盘缺陷的轴向柱塞泵动态模型,并结合龙格-库塔法生成仿真数据,以缓解实验数据样本不平衡的问题;鉴于... 针对轴向柱塞泵斜盘故障样本稀缺导致的样本不平衡问题,提出一种融合逆物理信息神经网络(IPINN)的数据增强与故障诊断方法。构建含有斜盘缺陷的轴向柱塞泵动态模型,并结合龙格-库塔法生成仿真数据,以缓解实验数据样本不平衡的问题;鉴于传统经验设定的动力学参数准确性不足,运用逆物理信息神经网络对动力学模型中的6个关键参数进行优化,有效减小仿真数据与实验数据之间的偏差。将增强后的数据集输入到卷积神经网络(CNN)中进行故障诊断,验证所提方法的有效性与准确性。结果表明:优化后的仿真数据在时域和频域上与实验数据更接近,PRD、RMSE、MMD指标验证了优化效果。对比不同数据集,基于IPINN扩充的数据集在故障诊断中表现优异,其准确率较仅实验数据集提升22%,较经验扩充数据集提升2.53%,有效解决了样本的不平衡问题,显著提高了诊断精度,为轴向柱塞泵的故障诊断提供了有效途径。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 逆物理信息神经网络 故障诊断 样本不平衡

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基于精细复合多元多尺度散布熵和深度残差收缩网络的轴向柱塞泵故障诊断 被引量：1

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作者 储焰 常远 汤何胜 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期142-147,共6页

为了克服单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出一种新的轴向柱塞泵故障诊断方法,将精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE)嵌入深度残差收缩网络(DRSN)框架中,更精确地提取轴向柱塞泵非线性故障特征。通过RCMMDE全面... 为了克服单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出一种新的轴向柱塞泵故障诊断方法,将精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE)嵌入深度残差收缩网络(DRSN)框架中,更精确地提取轴向柱塞泵非线性故障特征。通过RCMMDE全面表征轴向柱塞泵故障信息,构建故障特征集;利用DRSN对轴向柱塞泵的故障进行分类;最后,通过轴向柱塞泵故障模拟实验,获取典型故障信号特征,并与其他智能诊断算法进行对比,验证模型的泛化能力,实现柱塞泵故障特征的精准识别。结果表明:随着尺度因子的增大,RCMMDE可实现轴向柱塞泵微弱故障特征的有效分离;DRSN模型提高了对高噪声振动信号的特征学习能力,故障诊断精度达到96.21%,明显优于其他分类算法。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 故障诊断 精细复合多元多尺度散布熵(RCMMDE) 深度残差收缩网络(DRSN)

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轴向柱塞泵滑靴副间隙泄漏及摩擦转矩特性 被引量：18

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作者 汤何胜 訚耀保 李晶 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期74-79,共6页

探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明:柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是... 探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明:柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是影响滑靴副泄漏流量的重要参数;滑靴的摩擦力矩随泄漏流量的增大而增大.液压泵的实际泄漏流量和摩擦转矩损失随柱塞腔压力和缸体转速增大而增大,由于考虑配流副和柱塞副的泄漏与摩擦转矩损失,其实际测试结果较大;滑靴在泵的容积效率和机械效率损失方面所占的比重较小. 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 间隙泄漏 摩擦转矩

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轴向柱塞泵滑靴副功率损失特性 被引量：14

4

作者 汤何胜 李晶 訚耀保 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期361-369,共9页

为降低轴向柱塞泵滑靴副功率损失,考虑油液的压差和剪切流动的影响,建立滑靴副的功率损失模型,讨论泵的柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数对滑靴的泄漏流量、摩擦力矩、泄漏功率损失以及黏性摩擦功率损失的影响。研究结果表明:滑靴副的... 为降低轴向柱塞泵滑靴副功率损失,考虑油液的压差和剪切流动的影响,建立滑靴副的功率损失模型,讨论泵的柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数对滑靴的泄漏流量、摩擦力矩、泄漏功率损失以及黏性摩擦功率损失的影响。研究结果表明:滑靴副的功率损失以黏性摩擦为主,摩擦力矩比较大,而泄漏流量比较小。主轴转速对黏性摩擦功率损失的影响占据主导地位,大于柱塞腔压力的影响;当滑靴的半径比为1.5~2.0时,应尽量取较小值,有利于降低滑靴副的泄漏和黏性摩擦功率损失;当阻尼管的长度直径比为3.50~8.75时,阻尼孔直径不宜设计太小,尽管阻尼管的长度直径比变大对泄漏功率损失产生抑制作用,但是油膜厚度变薄将会增加黏性摩擦功率损失。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴 功率损失 油膜 泄漏

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轴向柱塞泵滑靴副传热特征 被引量：9

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作者 汤何胜 訚耀保 李晶 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期489-496,共8页

为了揭示轴向柱塞泵滑靴底面油膜温度场分布规律,分析了滑靴副生热机理以及热量传递途径,在此基础上利用热流量守恒定律建立滑靴副热力学耦合模型,讨论不同压力和转速工况下滑靴的结构参数对滑靴底面油膜温度的影响。分析结果表明,滑靴... 为了揭示轴向柱塞泵滑靴底面油膜温度场分布规律,分析了滑靴副生热机理以及热量传递途径,在此基础上利用热流量守恒定律建立滑靴副热力学耦合模型,讨论不同压力和转速工况下滑靴的结构参数对滑靴底面油膜温度的影响。分析结果表明,滑靴副油膜温度场呈不均匀分布,沿滑靴半径方向呈递减趋势,其最大值出现在最薄油膜厚度区域,容易引起滑靴偏磨磨损,主要集中在泵的排油区;恒压高速工况下滑靴内外半径比范围为1.5～2.0之间,应尽量取较小值,降低滑靴副油膜温度,提高滑靴副润滑性能;恒转速高压工况下阻尼管长度直径比范围为3.50～8.75之间,应尽量取较小值,防止滑靴底面油膜温度过高,改善柱塞泵的散热效果。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 传热特征 油膜 温度

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弹性变形对轴向柱塞泵滑靴副功率损失的影响 被引量：8

6

作者 汤何胜 訚耀保 李晶 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1038-1044,共7页

在高速重载工况下,滑靴受外力作用时会发生弹性变形,影响滑靴副的摩擦润滑性能,增加滑靴副的能量消耗,降低轴向柱塞泵的功率传递效率。为了减小滑靴副能量耗散和提高轴向柱塞泵能量调控性能,建立1种考虑滑靴弹性变形的功率损失模型。讨... 在高速重载工况下,滑靴受外力作用时会发生弹性变形,影响滑靴副的摩擦润滑性能,增加滑靴副的能量消耗,降低轴向柱塞泵的功率传递效率。为了减小滑靴副能量耗散和提高轴向柱塞泵能量调控性能,建立1种考虑滑靴弹性变形的功率损失模型。讨论柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数等关键参数对滑靴副功率损失的影响。研究结果表明：当工作压力为21 MPa、主轴转速为1 500 r/min时,A4VTG90泵滑靴副的泄漏功率损失为1.93-2.30 W,黏性摩擦功率损失为221.8-234.2 W,主要集中在泵的排油区;滑靴副功率损失主要以黏性摩擦功率损失为主,泄漏功率损失比较小;阻尼孔长度直径比对滑靴副功率损失影响显著,选择合适的结构参数能改善滑靴的工作性能;滑靴的结构优选值范围如下：滑靴的半径比为1.2-1.6,阻尼孔的长度直径比为4-5。 展开更多

关键词 弹性变形 轴向柱塞泵 滑靴副 功率损失

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轴向柱塞泵滑靴副间隙油膜热力学特征 被引量：7

7

作者 汤何胜 李晶 訚耀保 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期136-141,146,共7页

采用控制体方法根据能量守恒定律推导并建立了集中参数的轴向柱塞泵滑靴副间隙油膜热力学模型,求解了间隙油膜的瞬时温度.结果表明:滑靴副的轴功损失与柱塞腔压力和缸体转速呈正相关,且轴功损失转化为热能;增加油液内能,引起油膜温度升... 采用控制体方法根据能量守恒定律推导并建立了集中参数的轴向柱塞泵滑靴副间隙油膜热力学模型,求解了间隙油膜的瞬时温度.结果表明:滑靴副的轴功损失与柱塞腔压力和缸体转速呈正相关,且轴功损失转化为热能;增加油液内能,引起油膜温度升高,改变了滑靴副与油膜之间的传热速率.滑靴材料选用多元复杂黄铜,其导热率大,热阻较小,起到了良好的散热和耐磨效果. 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 油膜 热力学特征

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轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究进展 被引量：7

8

作者 汤何胜 李晶 +1 位作者 訚耀保 胡云堂 《机床与液压》 北大核心 2016年第9期153-160,共8页

滑靴副的润滑机制和传热特征影响轴向柱塞泵的工作性能和使用寿命,是工程机械装备关键基础部件的主要课题之一。综述了轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究现状。阐述油液黏度、能量耗散、弹性变形对滑靴副热流体润滑特性影响的应用... 滑靴副的润滑机制和传热特征影响轴向柱塞泵的工作性能和使用寿命,是工程机械装备关键基础部件的主要课题之一。综述了轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究现状。阐述油液黏度、能量耗散、弹性变形对滑靴副热流体润滑特性影响的应用情况。介绍了轴向柱塞泵滑靴副润滑特性测试装置,比较了微米级润滑油膜厚度和温度的测试方法,为研制出高性能轴向柱塞泵奠定实验基础。最后,总结了滑靴副热流体润滑特性的研究重点和发展趋势。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 油膜厚度 热流体动力润滑

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轴向柱塞泵滑靴副热平衡间隙及影响因素分析 被引量：2

9

作者 汤何胜 李晶 訚耀保 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1743-1749,1764,共8页

为了改善轴向柱塞泵滑靴副润滑特性,考虑滑靴副与油膜之间的热传导关系,提出了一种基于控制体能量守恒定律的滑靴副热平衡间隙公式,讨论不同柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度对热平衡间隙的影响.研究结果表明,滑靴副的热平衡间隙... 为了改善轴向柱塞泵滑靴副润滑特性,考虑滑靴副与油膜之间的热传导关系,提出了一种基于控制体能量守恒定律的滑靴副热平衡间隙公式,讨论不同柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度对热平衡间隙的影响.研究结果表明,滑靴副的热平衡间隙与材料的线膨胀系数和导热率成反比,影响材料的抗温升变形以及摩擦副的配合性能;滑靴和斜盘因表面温度升高而产生热膨胀,导致热平衡间隙显著减小,与柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度成正比.因此,滑靴应该选取线膨胀系数和热导率大的材料,对于斜盘则正好相反,以减少滑靴表面磨损. 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 热平衡 间隙

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带变速阀挖掘机液压马达的转速切换特性 被引量：2

10

作者 汤何胜 訚耀保 王康景 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期79-84,共6页

为了满足挖掘机液压马达在复杂工况下变速驱动控制的要求,设计了采用变速阀控制的液压马达的变转速调节系统,建立了带变速阀的液压马达系统模型,分析了变速阀先导油腔阻尼孔直径、主阀初始开口量、阻尼孔直径以及弹簧刚度等参数对马达... 为了满足挖掘机液压马达在复杂工况下变速驱动控制的要求,设计了采用变速阀控制的液压马达的变转速调节系统,建立了带变速阀的液压马达系统模型,分析了变速阀先导油腔阻尼孔直径、主阀初始开口量、阻尼孔直径以及弹簧刚度等参数对马达转速切换稳定性的影响.理论与试验结果表明:先导油腔设置阻尼孔有利于提高变速阀的换向性能,缩短马达转速切换响应时间;主阀初始开口量、阻尼孔直径、弹簧刚度对马达转速切换稳定性均有显著影响;所建立的带变速阀的液压马达系统模型的计算结果与试验结果相吻合. 展开更多

关键词 挖掘机 液压马达 变速驱动 转速控制

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带螺纹插装式溢流阀的液压马达特性及试验研究 被引量：3

11

作者 汤何胜 訚耀保 杜广杰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期77-83,共7页

为了减小液压马达工作过程中的系统压力冲击,设计出具有压力缓冲功能的螺纹插装式溢流阀,建立带螺纹插装式溢流阀的液压马达数学模型,分析溢流阀芯锥度、液阻直径、敏感腔体积、弹簧刚度等结构参数对马达特性的影响,取得减小液压马达压... 为了减小液压马达工作过程中的系统压力冲击,设计出具有压力缓冲功能的螺纹插装式溢流阀,建立带螺纹插装式溢流阀的液压马达数学模型,分析溢流阀芯锥度、液阻直径、敏感腔体积、弹簧刚度等结构参数对马达特性的影响,取得减小液压马达压力冲击的方法。采用250 kW液压马达综合性能试验台进行马达压力缓冲特性和压力切断特性试验,理论结果与试验结果的比较分析表明:溢流阀节流孔直径和弹簧刚度是影响马达特性的主要参数,敏感腔体积变化的影响较小;实际工况下某型马达缓冲压力和切断压力分别为11.0 MPa和34.8 MPa,缓冲压力时间为2 s。 展开更多

关键词 插装阀 马达 压力溢流阀 缓冲机构

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基于AMESim/Simulink的轴向柱塞泵滑靴副静压支承特性仿真研究 被引量：6

12

作者 汤何胜 陈伦军 曹捷 《机床与液压》 北大核心 2011年第15期101-105,73,共6页

滑靴副是轴向柱塞泵的主要传递动力部件之一,将直接影响轴向柱塞泵的工作性能。目前,轴向柱塞泵存在的主要故障问题是关键摩擦副的油膜润滑失效和支承失效。采用AMESim/Simulink联合仿真技术研究轴向柱塞泵外部特性与滑靴副内部特性之... 滑靴副是轴向柱塞泵的主要传递动力部件之一,将直接影响轴向柱塞泵的工作性能。目前,轴向柱塞泵存在的主要故障问题是关键摩擦副的油膜润滑失效和支承失效。采用AMESim/Simulink联合仿真技术研究轴向柱塞泵外部特性与滑靴副内部特性之间的规律,通过分析滑靴副的静压支承特性原理,建立滑靴副的静压润滑特性数学模型和液阻模型,并以接口模块连接两个模型构成虚拟模型。对轴向柱塞泵滑靴副的结构尺寸与滑靴副的泄漏流量、油膜厚度与刚度之间的变化规律进行基于AMESim/Simulink的联合仿真研究。仿真结果为滑靴副结构参数的优化设计提供依据,而且为后续开展的滑靴副润滑特性实际测量试验提供帮助。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 油膜 静压支承特性

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周期性脉动流体对飞机液压管路振动特性的影响 被引量：16

13

作者 李晶 王康景 +1 位作者 訚耀保 汤何胜 《机床与液压》 北大核心 2014年第11期5-8,共4页

为研究在周期性脉动流体作用下飞机液压管道的振动特性,分析周期性脉动流体引起管路系统振动机制,建立流体脉动压力影响液压管路振动特性的数学模型,利用有限元软件ANSYS建立某型飞机液压管路的三维模型。考虑不同管道材料和流体脉动因... 为研究在周期性脉动流体作用下飞机液压管道的振动特性,分析周期性脉动流体引起管路系统振动机制,建立流体脉动压力影响液压管路振动特性的数学模型,利用有限元软件ANSYS建立某型飞机液压管路的三维模型。考虑不同管道材料和流体脉动因素对管路系统振动特性的影响。结果表明:周期性脉动流体容易引起液压管路剧烈的振动响应,管路材料刚度和管路长度直接影响液压管路振幅;液压管路在不同方向上的振动幅值存在差异,容易引起管路振动的不均匀性。 展开更多

关键词 周期性脉动 液压管路 振动 有限元法

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高频二维脉宽调制转阀流体控制特性研究 被引量：1

14

作者 任燕 汤何胜 +3 位作者 向家伟 黄煜 鲁立中 阮健 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期451-458,共8页

传统的阀控液压系统是利用液压阀节流孔来控制流量,存在很大的节流损失。基于数字液压的思想及受高速开关阀全开和全关状态理论上无节流损失的启发,本文提出二维脉宽调制转阀构型,将液压系统流量以流体脉宽调制的方式进行控制及分配,降... 传统的阀控液压系统是利用液压阀节流孔来控制流量,存在很大的节流损失。基于数字液压的思想及受高速开关阀全开和全关状态理论上无节流损失的启发,本文提出二维脉宽调制转阀构型,将液压系统流量以流体脉宽调制的方式进行控制及分配,降低节流损失,同时通过主动溢流方式极大地消除溢流损失。在高压(负载)支路和低压(油箱)支路之间通过阀芯旋转快速高频切换输出离散流量;通过阀芯轴向位移控制占空比(恒定转速下,负载支路连通时间与回油支路总连通时间的比)以实现输出平均流量的控制。通过数学模型、仿真以及实验验证了高频二维脉宽调制转阀可将流体连续性流动转变为离散、可控的流动,从流体系统工作介质离散化的角度实现了一种新的流量控制方式。 展开更多

关键词 二维转阀 流体脉宽调制 流量控制 离散流体

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点吸收式振荡浮子海洋波浪发电船 被引量：2

15

作者 訚耀保 付嘉华 +2 位作者 王智勇 汤何胜 吕干彬 《中国工程机械学报》 北大核心 2015年第2期183-188,共6页

提出了利用海洋波浪发电的点吸收式振荡浮子波浪发电船.首先,阐述了发电船的基本结构和发电原理;然后,结合线性波浪理论与海洋波浪能转换知识,建立了发电船在海洋波浪作用下运动及受力的数学模型;最后,给出了起伏运动时受力、速度、发... 提出了利用海洋波浪发电的点吸收式振荡浮子波浪发电船.首先,阐述了发电船的基本结构和发电原理;然后,结合线性波浪理论与海洋波浪能转换知识,建立了发电船在海洋波浪作用下运动及受力的数学模型;最后,给出了起伏运动时受力、速度、发电功率的表达式.以某渔政船作为波浪发电船的参数样本,得到了在波高0.8m、周期6s情况下,发电功率随时间的变化规律.结果表明:在一定范围内,波浪波高越大或波浪周期越小,发电船发电功率越大. 展开更多

关键词 发电船 海洋波浪 发电功率 响应曲线

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挖掘机提升系统神经网络PID控制的研究 被引量：1

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作者 寇桂岳 汤何胜 《工矿自动化》 2010年第5期47-50,共4页

建立了280-B挖掘机提升系统的数学模型;针对该系统动态特性的非线性和时变性因素,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器的设计方案,该控制器既有经典PID控制算法的特点,又有神经网络良好的自适应和抗干扰能力。Matlab仿真结果表明,基于B... 建立了280-B挖掘机提升系统的数学模型;针对该系统动态特性的非线性和时变性因素,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器的设计方案,该控制器既有经典PID控制算法的特点,又有神经网络良好的自适应和抗干扰能力。Matlab仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制器具有较高的精度和较强的适应性,可以获得满意的控制效果。 展开更多

关键词 挖掘机 提升系统 神经网络 PID MATLAB

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基于经验模式分解和一维密集连接卷积网络的电液换向阀内泄漏故障诊断方法 被引量：11

17

作者 师冲 任燕 +3 位作者 汤何胜 向家伟 孟彬 阮健 《液压与气动》 北大核心 2021年第1期36-41,共6页

内泄漏作为电液换向阀常见的故障类型,其故障振动信号具有非平稳性、非线性等特点,且容易被其他信号淹没、破坏。对此提出了一种经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和一维密集连接卷积网络(Densely Connected Convolutiona... 内泄漏作为电液换向阀常见的故障类型,其故障振动信号具有非平稳性、非线性等特点,且容易被其他信号淹没、破坏。对此提出了一种经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和一维密集连接卷积网络(Densely Connected Convolutional Networks,DenseNet)的电液换向阀内泄漏故障诊断方法。该方法首先利用EMD对振动信号进行分解得到一系列本征模态分量(Instrinsic Mode Function,IMF),并将IMF分量和原始振动信号依次进行并联堆叠;然后将并联堆叠信号作为一维密集连接卷积网络的输入进行特征的自动提取,并进行故障分类;最后通过DenseNet与传统的一维卷积神经网络(CNN)对比验证得出,该方法能准确、有效地对电液换向阀内泄漏故障进行诊断。 展开更多

关键词 内泄漏 经验模式分解 密集连接卷积网络 电液换向阀 故障诊断

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基于多传感器数据融合和深度残差收缩网络的轴向柱塞泵故障诊断 被引量：12

18

作者 陈琳伟 应娉婷 +2 位作者 汤何胜 任燕 向家伟 《液压与气动》 北大核心 2023年第11期142-149,共8页

为了解决单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出了一种基于多传感器数据融合深度残差收缩网络学习的轴向柱塞泵故障诊断方法。首先,采用多传感器对振动信号进行采集,完善振动信号的故障特征信息。其次,针对振动信... 为了解决单传感器振动信息不能全面表达柱塞泵故障特征信息的问题,提出了一种基于多传感器数据融合深度残差收缩网络学习的轴向柱塞泵故障诊断方法。首先,采用多传感器对振动信号进行采集,完善振动信号的故障特征信息。其次,针对振动信号的非平稳、非线性等特征,提出基于多元多尺度散布熵的多通道融合方法,获取一维故障特征向量,从而达到增强故障冲击特征的目的。然后,将故障特征向量输入到深度残差收缩网络模型,通过注意力机制,利用软阈值函数降低样本噪声及无关特征干扰,实现轴向柱塞泵故障特征识别。最后,通过轴向柱塞泵故障诊断试验验证所提方法的有效性。试验结果表明,该方法可有效提取振动信号的故障特征,识别正确率明显高于典型的深度学习方法。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 多元多尺度散布熵 多传感器融合 深度残差收缩网络 故障诊断

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基于多传感器信息融合和CNN-BIGRU-Attention模型的液压防水阀故障诊断方法 被引量：7

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作者 肖遥 向家伟 +1 位作者 汤何胜 任燕 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第9期1517-1528,共12页

在建筑工程领域,尤其是在工程搅拌设备中,涉及到复杂液压工作介质,液压防水阀往往会出现不同程度的故障。此外,恶劣的工作环境和复杂的噪声背景使得对液压防水阀的故障进行诊断变得困难。为了解决这一难题,提出了一种基于多传感器信息... 在建筑工程领域,尤其是在工程搅拌设备中,涉及到复杂液压工作介质,液压防水阀往往会出现不同程度的故障。此外,恶劣的工作环境和复杂的噪声背景使得对液压防水阀的故障进行诊断变得困难。为了解决这一难题,提出了一种基于多传感器信息融合和卷积神经网络-双向门控循环单元-自注意力机制(CNN-BIGRU-Attention)模型的防水阀故障诊断方法。首先,考虑到单一传感器振动信号难以充分表达故障特征,该方法使用了3个传感器采集含噪声的振动信号,并进行了必要的预处理;其次,提取了信号的16个时域特征、5个频域特征以及3个时频域特征,并利用熵权法进行了特征融合,达到了增强特征的目的;然后,将融合的多维特征集输入到CNN-BIGRU-Attention模型中进行了特征识别;最后,利用实际的液压防水阀故障诊断实验,验证了该方法的有效性。研究结果表明:采用多传感器提取的特征更为全面,信息融合有助于捕捉更完整的隐藏数据特征,从而显著提高诊断的准确率;相较于其他特征识别方法,采用CNN-BIGRU-Attention模型的液压防水阀故障诊断准确率可分别提高6.7%、4.6%和14.2%,达到了96.86%,证明了该方法的有效性。该方法将先进的机器学习技术与实际工程应用相结合,为建筑工程问题提供了一种新颖、有效的解决方案。 展开更多

关键词 液压传动系统 液压防水阀 多传感器 滑动时间窗 TEAGER能量算子 熵权法 卷积神经网络-双向门控循环单元-自注意力机制模型

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基于改进MF-DFA和随机森林的液压阀故障诊断 被引量：11

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作者 师冲 任燕 +1 位作者 汤何胜 向家伟 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2021年第6期280-288,共9页

多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)能够有效地揭示隐藏在非线性和非平稳振动信号中的多重分形特征,而液压阀磨损产生的泄露故障信号往往具有非线性、非平稳,且不同严重程度故障信号特征难以辨识,MF-DFA扩展了液压阀的特征提取及故障诊断... 多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)能够有效地揭示隐藏在非线性和非平稳振动信号中的多重分形特征,而液压阀磨损产生的泄露故障信号往往具有非线性、非平稳,且不同严重程度故障信号特征难以辨识,MF-DFA扩展了液压阀的特征提取及故障诊断方法。然而MFDFA去趋势多项式阶数选取的不恰当往往会出现欠拟合或过拟合现象从而产生新的波动误差。为此,提出了一种改进MF-DFA方法实现故障特征提取。通过建立低阶多项式信号轮廓去趋势拟合曲线和不同时间尺度固有模态函数(IMF)之间的相关性,选取最优的IMF模态分量的累计和将其作为信号轮廓的趋势项,进而提取分型谱参数特征。最后,通过随机森林分类器进行故障模式识别。实验结果证实了所提出的方法在电液换向阀内泄漏故障诊断中的有效性。 展开更多

关键词 故障诊断 改进多重分形去趋势波动分析 随机森林

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