加权精细复合多尺度散布熵与改进贝叶斯网络结合的轴承故障诊断

1

作者 仝兆景 孟令强 +1 位作者 唐晋豪 吴鹏 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第7期1151-1158,共8页

针对多尺度散布熵方法无法准确估计信号复杂性的问题,为更精确地提取轴承振动信号的故障特征,将加权精细复合多尺度散布熵(Weighted refined composite multiscale dispersion entropy,wRCMDE)引入到轴承故障特征提取中。在此基础上,提... 针对多尺度散布熵方法无法准确估计信号复杂性的问题,为更精确地提取轴承振动信号的故障特征,将加权精细复合多尺度散布熵(Weighted refined composite multiscale dispersion entropy,wRCMDE)引入到轴承故障特征提取中。在此基础上,提出了一种基于wRCMDE与改进贝叶斯网络相结合的滚动轴承故障诊断方法。通过计算不同故障振动信号的wRCMDE,并选取合适尺度下的多个wRCMDE值作为特征向量形成特征样本,输入到改进萤火虫算法优化的贝叶斯网络中进行故障分类识别。通过实验数据分析,将所提方法与基于多尺度散布熵和精细复合多尺度散布熵的故障特征提取方法进行对比,结果表明,该方法能够更加准确地识别滚动轴承的故障类型,且识别率更高。 展开更多

关键词 加权精细复合多尺度散布熵 萤火虫算法 贝叶斯网络 故障诊断

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复合多尺度包络模糊熵在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：2

2

作者 李姜宏 郑近德 +2 位作者 潘海洋 程健 童靳于 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期274-281,共8页

模糊熵(fuzzy entropy, FE)自提出以来就被广泛用于滚动轴承振动信号的时间序列复杂性度量,但模糊熵在单一时间序列的分析中可能无法充分捕获轴承振动信号所有故障特征。针对这一弊端,定义出一种包络模糊熵(envelope fuzzy entropy, EFE... 模糊熵(fuzzy entropy, FE)自提出以来就被广泛用于滚动轴承振动信号的时间序列复杂性度量,但模糊熵在单一时间序列的分析中可能无法充分捕获轴承振动信号所有故障特征。针对这一弊端,定义出一种包络模糊熵(envelope fuzzy entropy, EFE)作为新的复杂性度量指标。进一步利用复合粗粒化的方式对时间序列的包络信号进行复合多尺度处理,提出了复合多尺度包络模糊熵(composite multi-scale envelope fuzzy entropy, CMEFE),旨在全面揭示信号的故障特征。此外,通过仿真信号验证了CMEFE能够区分不同类型的模拟信号,对比其他非线性动力学方法,结果表明提出的方法对于不同模拟信号的区分效果更为显著。在此基础上,提出一种基于复合多尺度包络模糊熵与萤火虫优化支持向量机的滚动轴承故障诊断方法。与现有方法进行对比,验证了该方法的可行性与优越性。 展开更多

关键词 模糊熵(FE) 包络模糊熵(EFE) 多尺度模糊熵 复合多尺度包络模糊熵(CMEFE) 萤火虫优化支持向量机 滚动轴承故障诊断

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基于特征模态分解及多尺度模糊散布熵的滚动轴承故障诊断

3

作者 梁翔宇 胡业林 +1 位作者 马向阳 宋晓 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期176-185,共10页

针对复杂环境下的滚动轴承故障信息有效提取与辨识问题,提出一种基于特征模态分解(feature mode decomposition,FMD)及多尺度模糊散布熵(multiscale fuzzy dispersion entropy,MFDE)和斑马优化算法(zebra optimization algorithm,ZOA)... 针对复杂环境下的滚动轴承故障信息有效提取与辨识问题,提出一种基于特征模态分解(feature mode decomposition,FMD)及多尺度模糊散布熵(multiscale fuzzy dispersion entropy,MFDE)和斑马优化算法(zebra optimization algorithm,ZOA)优化支持向量机的滚动轴承故障诊断方法。为了解决FMD中关键参数不具有自适应性这一问题,以最小包络熵作为目标函数,采用白鲸优化算法(beluga whale optimization,BWO)优化FMD寻找最优参数组合,实现对故障信号的最优分解;引入多尺度模糊散布熵构建分解后不同模态下的特征向量;最后,将特征向量输入支持向量机中进行训练和识别,通过公开数据集和自制实验平台数据集验证了提出方法的有效性。 展开更多

关键词 特征模态分解 多尺度模糊散布熵 支持向量机 滚动轴承 故障诊断

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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

4

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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基于多元精细复合多尺度波动散布熵和累积欧氏距离矩阵测度的风电机组变桨轴承退化状态评估 被引量：3

5

作者 王晓龙 李英晟 +1 位作者 付锐棋 何玉灵 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期782-791,共10页

针对风电机组变桨轴承服役过程环境噪声干扰严重、退化状态评估精度低的问题,提出一种基于多元精细复合多尺度波动散布熵和累积欧氏距离矩阵测度的退化状态评估模型。该模型将监测数据状态特征获取过程由单通道拓展为多通道进行,通过提... 针对风电机组变桨轴承服役过程环境噪声干扰严重、退化状态评估精度低的问题,提出一种基于多元精细复合多尺度波动散布熵和累积欧氏距离矩阵测度的退化状态评估模型。该模型将监测数据状态特征获取过程由单通道拓展为多通道进行,通过提出的多元精细复合多尺度波动散布熵算法来获取多通道监测数据的多尺度状态特征,并将累积和检验算法与欧氏距离矩阵测度方法相结合,用于定量衡量基准样本与待分析样本间的差异,从而实现变桨轴承退化状态评估。风电机组变桨轴承全寿命周期加速疲劳实验验证结果表明:该模型能够及时捕捉到变桨轴承的初始退化时刻并且准确跟踪整个退化过程。 展开更多

关键词 风电机组 变桨轴承 退化状态评估 多元精细复合多尺度波动散布熵 累积欧氏距离矩阵测度

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基于精细复合多尺度散布熵的抗蛇行减振器故障诊断 被引量：2

6

作者 岑潮宇 代亮成 +3 位作者 池茂儒 赵明花 郭兆团 曾鹏程 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4334-4343,共10页

抗蛇行减振器作为高速列车关键悬挂元件在减轻列车横向振动提高安全性和稳定性上有重要作用,为实现对抗蛇行减振器故障进行精确诊断,针对非线性振动信号故障特征不明显的问题,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete ensemble... 抗蛇行减振器作为高速列车关键悬挂元件在减轻列车横向振动提高安全性和稳定性上有重要作用,为实现对抗蛇行减振器故障进行精确诊断,针对非线性振动信号故障特征不明显的问题,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与精细复合多尺度散布熵结合的故障诊断方法。首先采用CEEMDAN分解信号得到本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF),计算精细复合多尺度散布熵组成特征集,然后融合多个通道振动信号特征并用核主成分分析法进行降维,将降维后的特征集分成训练集和测试集,最后输入到改进麻雀算法优化的支持向量机模型中进行训练与诊断。为验证方法的可行性,以机车滚动振动试验台模拟列车运行的不同速度,设置抗蛇行减振器故障工况,通过转向架和车体多个位置传感器获得试验数据进行分析。研究结果表明,经过优选的特征集能更好地捕捉抗蛇行减振器故障的特征信息,与未经优选的特征集相比故障诊断结果正确率有所提升;多通道融合特征的方法与单通道相比反映故障信息更加全面,补偿了单一通道诊断结果精确度低的不足,进一步提高了故障诊断结果正确率;改进麻雀算法优化了模型参数,解决了参数设计的盲目性,提高了模型分类识别能力,并与其他算法相比验证了优越性。运用该方法对抗蛇行减振器进行故障诊断,能够有效诊断出抗蛇行减振器故障类型,为抗蛇行减振器故障诊断提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 抗蛇行减振器 故障诊断 改进麻雀算法 精细复合多尺度散布熵 支持向量机

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基于复合多尺度模糊熵的滚动轴承故障诊断方法 被引量：26

7

作者 郑近德 潘海洋 +1 位作者 程军圣 张俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期116-123,共8页

为了精确地提取滚动轴承振动信号非线性故障特征,针对多尺度熵(Multi-Scale Entropy,MSE)中粗粒化方式的不足,提出一种新的衡量时间序列自相似性和复杂性的方法——复合多尺度模糊熵(Composite Multi-Scale Fuzzy Entropy,CMFE)。与MSE... 为了精确地提取滚动轴承振动信号非线性故障特征,针对多尺度熵(Multi-Scale Entropy,MSE)中粗粒化方式的不足,提出一种新的衡量时间序列自相似性和复杂性的方法——复合多尺度模糊熵(Composite Multi-Scale Fuzzy Entropy,CMFE)。与MSE相比,CMFE综合同一尺度下多个粗粒化序列的信息,随着尺度因子的增加,熵值变化更加稳定,一致性更好。在此基础上,结合Fisher得分特征选择和支持向量机模式分类,提出了一种新的滚动轴承智能故障诊断方法。将提出的方法应用于滚动轴承实验数据分析,通过对比结果验证了所提出方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 多尺度熵 复合多尺度模糊熵 特征选择 滚动轴承 故障诊断

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精细复合多尺度波动散布熵在液压泵故障诊断中的应用 被引量：30

8

作者 姜万录 赵亚鹏 +1 位作者 张淑清 李满 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期7-16,共10页

液压泵振动信号具有非线性、非平稳性的特点,熵算法在该类信号分析方面有着独到的优势,但传统的熵算法在液压泵振动信号特征提取中有计算速度慢、熵值不准确、不稳定等不足,为了更有效地提取故障特征信息并提高故障诊断准确性,将精细复... 液压泵振动信号具有非线性、非平稳性的特点,熵算法在该类信号分析方面有着独到的优势,但传统的熵算法在液压泵振动信号特征提取中有计算速度慢、熵值不准确、不稳定等不足,为了更有效地提取故障特征信息并提高故障诊断准确性,将精细复合多尺度波动散布熵(refined composite multiscale fluctuation dispersion entropy,RCMFDE)引入到液压泵的故障特征提取中,提出了一种基于RCMFDE和粒子群优化支持向量机结合的液压泵故障诊断方法。计算不同故障振动信号的RCMFDE,并选取合适尺度下的多个RCMFDE值作为特征向量形成特征样本,输入粒子群优化支持向量机中进行故障分类识别。通过仿真信号和液压泵故障实测信号进行分析,并将所提出的方法与基于多尺度样本熵(multiscale sample entropy,MSE)、多尺度排列熵(multiscale permutation entropy,MPE)、多尺度符号动态熵(multiscale symbolic dynamic entropy,MSDE)、多尺度散布熵(multiscale dispersion entropy,MDE)、精细复合多尺度散布熵(refined composite multiscale dispersion entropy,RCMDE)、多尺度波动散布熵(multiscale fluctuation dispersion entropy,MFDE)的故障特征提取方法进行对比。试验结果表明,该方法能够更加准确地识别多类液压泵故障并能对液压泵性能退化程度进行有效评估。 展开更多

关键词 波动散布熵 精细复合多尺度波动散布熵(RCMFDE) 粒子群优化支持向量机 故障诊断 液压泵

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基于变分模态分解与精细复合多尺度散布熵的发电机匝间短路故障诊断 被引量：22

9

作者 何玉灵 孙凯 +2 位作者 王涛 王晓龙 唐贵基 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期164-172,共9页

针对多极发电机匝间短路故障诊断与识别难度高的问题,提出了变分模态分解与精细复合多尺度散布熵结合的方法处理发电机定子振动信号。所提方法应用变分模态分解将原始信号分解为多个模态分量,并依据峭度和相关系数原则选取2个不同分量... 针对多极发电机匝间短路故障诊断与识别难度高的问题,提出了变分模态分解与精细复合多尺度散布熵结合的方法处理发电机定子振动信号。所提方法应用变分模态分解将原始信号分解为多个模态分量,并依据峭度和相关系数原则选取2个不同分量进行信号的重构,应用精细复合多尺度散布熵来进行重构信号的分类及故障识别。对3对极发电机匝间短路故障前、后定子振动数据的处理效果表明,所提方法可以对发电机匝间短路故障进行有效识别与诊断,与其他多尺度熵方法相比具有一定优越性。 展开更多

关键词 多对极发电机 匝间短路故障 振动信号 变分模态分解 精细复合多尺度散布熵 故障诊断

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基于优化VMD复合多尺度散布熵及LSTM的风力发电机齿轮箱故障诊断方法研究 被引量：17

10

作者 王宏伟 孙文磊 +1 位作者 张小栋 何丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期288-295,共8页

以风力发电机齿轮箱加速度信号为研究对象,提出一种数据驱动的风力发电机齿轮箱故障诊断方法,该方法以灰狼优化的变分模态分解方法(AGWO-VMD)、复合多尺度规范化散布熵(NCMDE)及长短期记忆网络(LSTM)为基础,实现齿轮箱故障的快速诊断。... 以风力发电机齿轮箱加速度信号为研究对象,提出一种数据驱动的风力发电机齿轮箱故障诊断方法,该方法以灰狼优化的变分模态分解方法(AGWO-VMD)、复合多尺度规范化散布熵(NCMDE)及长短期记忆网络(LSTM)为基础,实现齿轮箱故障的快速诊断。首先将时域信号转换至角域;然后通过AGWO-VMD方法对角域信号进行自适应分解,并采用NCMDE算法提取分解后及原始信号中的故障特征构成特征向量;最后利用LSTM模型对特征向量进行智能识别与分类。对实际采集的6种故障齿轮信号进行测试与验证,试验结果表明该方法能快速有效区分齿轮故障类型。 展开更多

关键词 风力机 齿轮箱 故障检测 灰狼优化算法 变分模态分解 复合多尺度规范化散布熵 长短期记忆网络

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精细广义复合多元多尺度反向散布熵及其在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：13

11

作者 郑近德 陈焱 +1 位作者 童靳于 潘海洋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1315-1325,共11页

多尺度反向散布熵能够有效度量时间序列的复杂性,但在粗粒化构造上存在缺陷,且在表征滚动轴承非线性故障特征时缺乏对其他通道同步信息的有效利用。为了准确提取轴承信号的故障特征,结合精细化和广义复合多尺度的思想,将表征同步多通道... 多尺度反向散布熵能够有效度量时间序列的复杂性,但在粗粒化构造上存在缺陷,且在表征滚动轴承非线性故障特征时缺乏对其他通道同步信息的有效利用。为了准确提取轴承信号的故障特征,结合精细化和广义复合多尺度的思想,将表征同步多通道数据多变量复杂度的多变量熵理论应用到轴承故障诊断中,提出了精细广义复合多元多尺度反向散布熵(RGCMvMRDE)。在此基础上,提出了一种基于RGCMvMRDE与引力搜索算法优化支持向量机(GSA-SVM)的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用RGCMvMRDE全面表征滚动轴承故障特征信息,构建故障特征集;其次,采用GSA-SVM对故障类型进行智能识别;最后,将所提方法应用于滚动轴承实验数据分析,并将其与现有基于多尺度反向散布熵、广义多尺度反向散布熵和精细复合多元多尺度排列熵的故障特征提取方法进行了对比。研究结果表明,所提RGCMvMRDE不仅能够有效和精准地诊断轴承的不同故障类型和故障程度,且诊断效果优于上述对比方法。 展开更多

关键词 精细广义复合多元多尺度反向散布熵 滚动轴承 故障诊断 特征提取

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基于精细复合多尺度模糊熵的往复压缩机轴承间隙故障特征分析方法 被引量：17

12

作者 王金东 陈新 +3 位作者 赵海洋 贾川 陈桂娟 雷勇 《机床与液压》 北大核心 2021年第16期185-190,共6页

针对往复压缩机故障信号呈现非线性、非平稳等特点,提出了基于精细复合多尺度模糊熵(RCMFE)的往复压缩机轴承间隙故障特征提取方法。在精细复合多尺度熵的基础上,结合模糊熵概念,提出了RCMFE方法,应用其量化信号非线性特性形成故障特征... 针对往复压缩机故障信号呈现非线性、非平稳等特点,提出了基于精细复合多尺度模糊熵(RCMFE)的往复压缩机轴承间隙故障特征提取方法。在精细复合多尺度熵的基础上,结合模糊熵概念,提出了RCMFE方法,应用其量化信号非线性特性形成故障特征。白噪声和1/f噪声仿真信号分析结果表明:RCMFE熵值对数据长度不敏感,未定义熵出现概率小。以往复压缩机传动机构轴承间隙故障为研究对象,应用RCMFE实现其故障信号特征提取,并与多尺度模糊熵、复合多尺度模糊熵进行对比,该方法特征区分度显著,支持向量机故障识别准确率高于其他方法。 展开更多

关键词 精细复合多尺度模糊熵 往复压缩机 滑动轴承 故障诊断

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复合多尺度散布熵在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：14

13

作者 郑近德 李从志 潘海洋 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第A02期653-656,共4页

为了提取滚动轴承的非线性故障特征,将复合多尺度散布熵应用于滚动轴承故障特征提取,提出1种基于复合多尺度散布熵与支持向量机的滚动轴承故障诊断方法,并将所提方法应用于滚动轴承实验数据分析。通过与多尺度散布熵和多尺度熵进行对比... 为了提取滚动轴承的非线性故障特征,将复合多尺度散布熵应用于滚动轴承故障特征提取,提出1种基于复合多尺度散布熵与支持向量机的滚动轴承故障诊断方法,并将所提方法应用于滚动轴承实验数据分析。通过与多尺度散布熵和多尺度熵进行对比,结果表明:论文提出的故障诊断方法不仅能够准确地诊断滚动轴承的故障类型和程度,而且识别率优于所对比的方法。 展开更多

关键词 振动与波 多尺度熵 复合多尺度散布熵 滚动轴承 故障诊断

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基于精细复合多尺度散布熵与XGBoost的海面小目标检测方法 被引量：4

14

作者 王海峰 行鸿彦 +2 位作者 陈梦 赵迪 李瑾 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期12-20,共9页

针对传统海面漂浮小目标的特征检测方法难以有效提取目标特征的问题,提出了一种基于RCMDE-XGBoost海面小目标检测方法。利用变分模态分解对信号进行去噪预处理,通过精细复合多尺度散布熵提取目标的多尺度特征,构建多维度特征矩阵,输入XG... 针对传统海面漂浮小目标的特征检测方法难以有效提取目标特征的问题,提出了一种基于RCMDE-XGBoost海面小目标检测方法。利用变分模态分解对信号进行去噪预处理,通过精细复合多尺度散布熵提取目标的多尺度特征,构建多维度特征矩阵,输入XGBoost网络进行特征分类,通过模型训练,实现海面小目标检测。利用IPIX雷达实测数据库,在#54、#311、#320海情HV极化方式下检测率分别达到了93.33%、92.38%、95%,相较于图连通密度检测法平均提升12%,证明了RCMDE-XGBoost检测方法有效。 展开更多

关键词 精细复合多尺度散布熵 XGBoost 微弱信号检测 海杂波

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基于精细复合多尺度散布熵与支持向量机的滚动轴承故障诊断方法 被引量：73

15

作者 李从志 郑近德 +1 位作者 潘海洋 刘庆运 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期1713-1719,1726,共8页

为克服多尺度样本熵的不足,更精确地提取滚动轴承非线性故障特征,将一种新的非线性动力学分析方法精细复合多尺度散布熵引入到滚动轴承的故障特征提取.在此基础上,提出了一种基于精细复合多尺度散布熵与支持向量机的滚动轴承故障诊断新... 为克服多尺度样本熵的不足,更精确地提取滚动轴承非线性故障特征,将一种新的非线性动力学分析方法精细复合多尺度散布熵引入到滚动轴承的故障特征提取.在此基础上,提出了一种基于精细复合多尺度散布熵与支持向量机的滚动轴承故障诊断新方法.通过滚动轴承实验数据分析,将所提方法与基于多尺度样本熵和多尺度散布熵的故障诊断方法进行了对比,结果表明:所提方法不仅能精确地识别滚动轴承故障类型和故障程度,而且故障识别率高于另两种方法. 展开更多

关键词 散布熵 多尺度样本熵 精细复合多尺度散布熵 滚动轴承 故障诊断

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基于复合多尺度交叉模糊熵的行星齿轮箱故障诊断 被引量：13

16

作者 候双珊 郑近德 +2 位作者 潘海洋 童靳于 刘庆运 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期130-135,171,共7页

模糊熵是衡量时间序列复杂性的非线性动力学分析方法,也是提取齿轮箱非线性故障特征的有效工具。然而模糊熵只对单个时间序列进行复杂性测量,忽略了两个不同时间序列之间模式的相似性。为充分利用振动信号间的丰富信息,将能够有效衡量... 模糊熵是衡量时间序列复杂性的非线性动力学分析方法,也是提取齿轮箱非线性故障特征的有效工具。然而模糊熵只对单个时间序列进行复杂性测量,忽略了两个不同时间序列之间模式的相似性。为充分利用振动信号间的丰富信息,将能够有效衡量两个时间序列同步性、相似性和互预测性的交叉熵理论引入到行星齿轮箱故障诊断中。针对单一尺度的熵值不能完整反映序列间模式复杂性问题,通过复合粗粒化的方式对时间序列进行多尺度分析,提出了衡量两通道时间序列相似性与互预测性的复合多尺度交叉模糊熵方法。在此基础上,提出了一种基于复合多尺度交叉模糊熵和萤火虫优化支持向量机的行星齿轮箱故障诊断方法。最后,将所提的故障诊断方法应用于行星齿轮箱试验数据分析,并与现有方法进行了对比,结果表明所提方法能够有效提取故障特征,并且在故障类型诊断方面有更高的识别率。 展开更多

关键词 交叉模糊熵 多尺度模糊熵 复合多尺度交叉模糊熵 行星齿轮箱 故障诊断

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复合多尺度反向散布熵在轴承故障诊断中的应用 被引量：6

17

作者 陈焱 郑近德 +1 位作者 潘海洋 童靳于 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期55-63,共9页

滚动轴承发生故障时,其振动信号往往表现出非线性和非平稳特征。反向散布熵(reverse dispersion entropy,RDE)能够有效衡量振动信号的复杂性变化和非线性动力学突变行为,但是单一尺度的RDE值并不能完全反映振动信号的复杂性和非线性特... 滚动轴承发生故障时,其振动信号往往表现出非线性和非平稳特征。反向散布熵(reverse dispersion entropy,RDE)能够有效衡量振动信号的复杂性变化和非线性动力学突变行为,但是单一尺度的RDE值并不能完全反映振动信号的复杂性和非线性特征。对此,受多尺度熵启发,同时针对传统多尺度粗粒化方式的不足,提出了复合多尺度反向散布熵(composite multi-scale reverse dispersion entropy,CMRDE)。通过仿真信号分析,将CMRDE与多尺度反向散布熵(multi-scale reverse dispersion entropy,MRDE)和RDE进行对比,结果表明:CMRDE不仅能反映不同尺度下信号复杂度的差异,且变化更平缓、波动更小。在此基础上,将CMRDE应用于滚动轴承故障特征提取,提出了一种基于CMRDE、集合经验模态分解和布谷鸟搜索算法优化支持向量机的滚动轴承故障诊断方法。将所提方法应用于滚动轴承试验数据分析,并通过与现有方法进行对比,结果表明:相较所对比的方法,所提方法能有效识别轴承故障类型,提取的故障特征误差更小、故障识别率更高。 展开更多

关键词 反向散布熵 复合多尺度反向散布熵 滚动轴承 故障诊断

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基于变分模态分解和精细复合多尺度均值散布熵的轴承故障诊断 被引量：8

18

作者 张婕 张梅 陈万利 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第5期682-690,共9页

为充分提取非线性、非平稳的轴承故障信号特征信息,进而提高轴承故障诊断精度,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和精细复合多尺度均值散布熵(RCMMDE)的轴承故障诊断方法(算法)。首先,使用VMD将轴承故障振动信号分解为了多个模态分量,通... 为充分提取非线性、非平稳的轴承故障信号特征信息,进而提高轴承故障诊断精度,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和精细复合多尺度均值散布熵(RCMMDE)的轴承故障诊断方法(算法)。首先,使用VMD将轴承故障振动信号分解为了多个模态分量,通过评估原信号与模态分量信号的互相关程度,筛选了其有效模态,并对其进行了信号重构,实现了故障信号的降噪处理目的;然后,使用精细复合均值化代替了传统粗粒化方法,利用RCMMDE方法提取了重构信号的多尺度熵值,构成了特征样本集;最后,通过鲸鱼算法(WOA)对支持向量机(SVM)进行了超参数寻优,构建了最优的故障检测模型,并将特征样本集输入到WOA-SVM模型中进行了轴承故障诊断,并通过实验评估验证了模型的有效性。研究结果表明:该模型准确率达到99.67%,精确率、召回率等各项性能指标均在99%以上,并具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 轴承故障诊断 变分模态分解 精细复合多尺度均值散布熵 鲸鱼算法 支持向量机 超参数寻优

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基于多迭代变分模态分解与复合多尺度散布熵的生物组织变性识别方法 被引量：8

19

作者 胡伟鹏 邹孝 +2 位作者 刘备 赵新民 钱盛友 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1856-1863,共8页

根据高强度聚焦超声(HIFU)实验中采集到的超声背散射信号的特点,采用多迭代变分模态分解(MIVMD)与复合多尺度散布熵(CMDE)对生物组织变性进行识别。首先对采集的超声背散射回波信号进行MIVMD重构,计算重构后有用信号的CMDE;并使用Gustaf... 根据高强度聚焦超声(HIFU)实验中采集到的超声背散射信号的特点,采用多迭代变分模态分解(MIVMD)与复合多尺度散布熵(CMDE)对生物组织变性进行识别。首先对采集的超声背散射回波信号进行MIVMD重构,计算重构后有用信号的CMDE;并使用Gustafson-Kessel(GK)模糊聚类得到聚类中心,根据欧式贴近度与择近原则对生物组织变性进行识别。通过对仿真信号分析发现,MIVMD重构获得信号的信噪比高于经验模态分解(EMD)与变分模态分解(VMD)重构获得的信号,MIVMD重构获得信号的均方根误差低于EMD与VMD重构获得的信号。将其应用于HIFU治疗中实际获取的超声背散射信号,计算MIVMD重构后信号的复合多尺度散布熵(CMDE),并与近似熵(ApEn)、样本熵(SE)、模糊熵(FE)比较发现,CMDE更容易区分变性组织与未变性组织。与MIVMD-ApEn-GK聚类、VMD-SE-GK聚类和MIVMD-FE-GK聚类相比,本文所提MIVMD-CMDE-GK聚类的效果更好,识别率为91.32%。 展开更多

关键词 超声背散射回波 组织损伤 多迭代变分模态分解 复合多尺度散布熵

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分段复合多尺度模糊熵和IGWO-SVM的脑电情感识别 被引量：8

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作者 魏雪 吴清 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第11期3310-3314,3356,共6页

为提高脑电的情感识别率,提出了分段复合多尺度模糊熵算法,采用分段粗粒化和计算复合多尺度模糊熵的策略,使提取特征较好地解决了数据缺失和计算不准确的问题;同时构造了应用余弦非线性收敛因子和动静态位置更新的灰狼算法优化支持向量... 为提高脑电的情感识别率,提出了分段复合多尺度模糊熵算法,采用分段粗粒化和计算复合多尺度模糊熵的策略,使提取特征较好地解决了数据缺失和计算不准确的问题;同时构造了应用余弦非线性收敛因子和动静态位置更新的灰狼算法优化支持向量机分类模型。为证明所提两种算法的有效性,进行了仿真实验验证,并在公开DEAP数据库下与几种常见的支持向量机优化模型比较脑电的情感识别率,结果表明在提出的模型下,效价、唤醒度、优势度、喜欢度的平均识别率分别为87.27%、87.81%、89.06%、87.58%,均高于其他算法。另外对比了高/低喜欢度下效价和唤醒度的分类,实验表明喜欢度低时情感识别率较高。 展开更多

关键词 脑电信号 情感识别 改进灰狼优化算法 SVM优化算法 分段复合多尺度模糊熵

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