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基于SSA-VMD和SDP的双通道CNN轴承故障识别方法
1
作者
蒋丽英
高铭悦
李贺
《机电工程》
北大核心
2025年第2期257-266,共10页
针对滚动轴承故障振动信号具有非线性和非平稳性等特征,以及单通道卷积神经网络(CNN)提取故障特征不显著的问题,提出了一种基于麻雀算法-变分模态分解(SSA-VMD)和对称点模式(SDP)的双通道CNN滚动轴承故障诊断方法。首先,结合样本熵和皮...
针对滚动轴承故障振动信号具有非线性和非平稳性等特征,以及单通道卷积神经网络(CNN)提取故障特征不显著的问题,提出了一种基于麻雀算法-变分模态分解(SSA-VMD)和对称点模式(SDP)的双通道CNN滚动轴承故障诊断方法。首先,结合样本熵和皮尔逊相关系数,构建了新的综合适应度函数,利用麻雀算法(SSA)进行了自适应寻优,确定了最佳的变分模态分解(VMD)参数K和α。将原始振动信号经过VMD分解后,得到了本征模态函数(IMF)分量,通过计算各IMF分量的峭度值进行了筛选,将筛选出的信号进行重构后得到了一维特征信号;然后,根据互相关系数选择了合适的对称点模式(SDP)参数值,将原始振动信号转化为极坐标下的SDP图像,获得了具有良好可分性的二维特征图;最后,将一维和二维特征作为双通道CNN的输入进行了联合训练,将训练好的网络用于故障类型识别,在西储大学和江南大学的轴承数据集上对其有效性进行了验证。研究结果表明:通过网络训练,其故障诊断的准确率分别达到了98.5%和100%。该结果验证了该方法在准确识别故障特征方面具有优越性和普适性。
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关键词
一
维
特征
信号构建
二维特征转换
卷积神经网络
麻雀算法
变分模态分解
对称点模式
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职称材料
题名
基于SSA-VMD和SDP的双通道CNN轴承故障识别方法
1
作者
蒋丽英
高铭悦
李贺
机构
沈阳航空航天大学自动化学院
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第2期257-266,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(62003223)。
文摘
针对滚动轴承故障振动信号具有非线性和非平稳性等特征,以及单通道卷积神经网络(CNN)提取故障特征不显著的问题,提出了一种基于麻雀算法-变分模态分解(SSA-VMD)和对称点模式(SDP)的双通道CNN滚动轴承故障诊断方法。首先,结合样本熵和皮尔逊相关系数,构建了新的综合适应度函数,利用麻雀算法(SSA)进行了自适应寻优,确定了最佳的变分模态分解(VMD)参数K和α。将原始振动信号经过VMD分解后,得到了本征模态函数(IMF)分量,通过计算各IMF分量的峭度值进行了筛选,将筛选出的信号进行重构后得到了一维特征信号;然后,根据互相关系数选择了合适的对称点模式(SDP)参数值,将原始振动信号转化为极坐标下的SDP图像,获得了具有良好可分性的二维特征图;最后,将一维和二维特征作为双通道CNN的输入进行了联合训练,将训练好的网络用于故障类型识别,在西储大学和江南大学的轴承数据集上对其有效性进行了验证。研究结果表明:通过网络训练,其故障诊断的准确率分别达到了98.5%和100%。该结果验证了该方法在准确识别故障特征方面具有优越性和普适性。
关键词
一
维
特征
信号构建
二维特征转换
卷积神经网络
麻雀算法
变分模态分解
对称点模式
Keywords
one-dimensional characteristic signal construction
two-dimensional feature transformation
convolutional neural network(CNN)
sparrow search algorithm(SSA)
variational mode decomposition(VMD)
symmetric dot patterns(SDP)
分类号
TH133.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于SSA-VMD和SDP的双通道CNN轴承故障识别方法
蒋丽英
高铭悦
李贺
《机电工程》
北大核心
2025
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