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时变工况下行星轮轴承特征分布拟合与智能故障诊断
被引量:
4
1
作者
赵川
冯志鹏
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第14期252-260,共9页
行星齿轮箱中行星轮轴承运动复杂,振动信号成分多样且呈非线性,时变工况下特征频率随时间变化,人工识别故障特征更为困难。针对该问题,提出基于对抗变分自编码的智能故障诊断模型。获取样本时频图来揭示样本中包含的时变特征;利用模型...
行星齿轮箱中行星轮轴承运动复杂,振动信号成分多样且呈非线性,时变工况下特征频率随时间变化,人工识别故障特征更为困难。针对该问题,提出基于对抗变分自编码的智能故障诊断模型。获取样本时频图来揭示样本中包含的时变特征;利用模型中的变分自编码器自适应提取时频图特征,为赋予特征显式意义,引入多维独立高斯分布并进行采样,根据类别信息对样本点进行变换,使其服从新的多维独立高斯分布,确保样本点中的每个元素都有自己的专属分布;通过对抗机制,使特征逼近变换后的对应类别的分布样本,且服从新的多维独立高斯分布,从而实现用已知的分布拟合未知的特征分布,同时通过控制分布强化不同类别特征间的差异性,改善特征的模式识别性能;利用优化后的特征对分类器进行训练并识别测试样本特征。模型经行星齿轮箱实验台数据进行了验证。研究表明,该模型能够使提取的特征服从给定的先验分布,通过控制分布强化了不同类别特征间的差异性,提高了特征的聚合性能,有效诊断了行星轮轴承故障,与自编码和变分自编码器相比,表现出一定的优越性。
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关键词
行星轮轴承
智能故障诊断
多维
独立
高斯分布
对抗变分自编码
时变工况
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职称材料
激光诱导击穿光谱铝合金在线分类识别系统研究
被引量:
8
2
作者
刘佳
沈学静
+4 位作者
徐鹏
崔飞鹏
史孝侠
李晓鹏
王海舟
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期3901-3905,共5页
铝合金材料凭借其易加工、耐腐蚀、可循环利用等良好性能,在众多工业领域都得到了广泛的应用,已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。面对矿产资源的日益匮乏以及大量铝产品到达服役年限,因此铝合金的回收利用就尤为重要,再生循环铝对经济...
铝合金材料凭借其易加工、耐腐蚀、可循环利用等良好性能,在众多工业领域都得到了广泛的应用,已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。面对矿产资源的日益匮乏以及大量铝产品到达服役年限,因此铝合金的回收利用就尤为重要,再生循环铝对经济、环境和能源的可持续发展都具有重要意义。目前,由于废旧铝合金种类混杂、形态各异,很难高效对其分类,导致优质铝合金降级使用直接铸造成铝锭。航空航天用铝以2xxx系列和7xxx系列铝合金为主,由于特殊的使用环境,其产品质量好、价值高,降级使用会造成巨大的浪费。本文以航空用铝2xxx系列、 7xxx系列以及铸铝A356三个系列的铝合金自动分类为研究目标,基于激光诱导击穿光谱技术搭建自动化分类检测实验平台,通过图像识别方式完成对动态样品的定位,使其准确被激光诱导击穿光谱(LIBS)捕获完成测试,对于单脉冲LIBS光谱信号,结合密度分布函数思想,分别建立三个系列铝合金的多维高斯概率密度分布判别函数,实现了对2xxx系、 7xxx系以及铸铝A356的高效、高精度、连续分类检测。实验结果表明:系统完成对1.2 m·s^-1传送过程中物料的识别时间为18 ms,定位激光激发控制偏差小于20.83 ms,传送中测试样品的最小尺寸为25 mm;对于高度差异3 mm以内的三个系列铝合金样品,多维高斯概率密度分布方法的平均预测分类识别准确率可达到99.15%,平均建模时间仅需7 ms,与应用广泛的支持向量机(SVM)分类方法相比,预测准确率相当,建模时间提高了一个数量级,该方法分类预测的泛化能力较好,建模效率高。该研究验证了基于激光诱导击穿光谱技术对铝合金进行自动化快速分类检测的有效性,为全自动废旧金属分拣系统的建立提供了理论和技术基础。
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关键词
激光诱导击穿光谱
铝合金
分类
多维高斯分布
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职称材料
图像序列中的自动点目标空时快速检测
3
作者
吴宏刚
张宇
+1 位作者
陈跃斌
李在铭
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2007年第3期294-296,共3页
提出了一种新的序列图像中点状运动目标空时快速检测方法,该方法假设经过背景杂波抑制预处理后图像已转换为类SPGWN(信号加高斯白噪声)模型。自动目标检测时图像序列被划分为多组检测单元,每单元包含两帧相邻的图像。根据目标速度限制条...
提出了一种新的序列图像中点状运动目标空时快速检测方法,该方法假设经过背景杂波抑制预处理后图像已转换为类SPGWN(信号加高斯白噪声)模型。自动目标检测时图像序列被划分为多组检测单元,每单元包含两帧相邻的图像。根据目标速度限制条件,采用在单元内以及两相邻单元间沿轨迹集成像素灰度的检测算法。在付出同等运算量的代价下,克服了二维投影检测性能较差的弱点,同时也具备可检测多速率目标的优点。理论分析和仿真试验表明了该检测方法的有效性。
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关键词
点状运动目标
检测单元
沿轨迹集成
多维高斯分布
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职称材料
基于Gibbs抽样的轴承故障诊断方法
4
作者
王岩
罗倩
邓辉
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2018年第7期2136-2140,共5页
针对现有轴承故障诊断方法的不足,即诊断片面性问题,提出了一种基于Gibbs抽样的轴承故障诊断方法。首先对轴承振动信号进行局部特征尺度分解(LCD)得到内禀尺度分量(ISC);然后对轴承振动信号和ISC分别提取时域特征,按照特征敏感度高低对...
针对现有轴承故障诊断方法的不足,即诊断片面性问题,提出了一种基于Gibbs抽样的轴承故障诊断方法。首先对轴承振动信号进行局部特征尺度分解(LCD)得到内禀尺度分量(ISC);然后对轴承振动信号和ISC分别提取时域特征,按照特征敏感度高低对时域特征排名,选择排名靠前的特征组成特征集;其次使用特征集训练产生基于Gibbs抽样的多维高斯分布模型;最后通过后验分析得到概率,实现轴承故障诊断。实验结果表明诊断正确率达到100%,与基于SVM的轴承诊断方法相比,在特征数为43个时诊断正确率提升了11.1个百分点。所提方法能够有效地对滚动轴承故障状态进行诊断,对高维复杂的轴承故障数据也有很好的诊断效果。
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关键词
滚动轴承
故障诊断
局部特征尺度分解
多维高斯分布
吉布斯抽样
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职称材料
题名
时变工况下行星轮轴承特征分布拟合与智能故障诊断
被引量:
4
1
作者
赵川
冯志鹏
机构
北华航天工业学院机电工程学院
北京科技大学机械工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第14期252-260,共9页
基金
NCIAE博士科研启动基金(BKY-2018-05)
国家自然科学基金(51875034)。
文摘
行星齿轮箱中行星轮轴承运动复杂,振动信号成分多样且呈非线性,时变工况下特征频率随时间变化,人工识别故障特征更为困难。针对该问题,提出基于对抗变分自编码的智能故障诊断模型。获取样本时频图来揭示样本中包含的时变特征;利用模型中的变分自编码器自适应提取时频图特征,为赋予特征显式意义,引入多维独立高斯分布并进行采样,根据类别信息对样本点进行变换,使其服从新的多维独立高斯分布,确保样本点中的每个元素都有自己的专属分布;通过对抗机制,使特征逼近变换后的对应类别的分布样本,且服从新的多维独立高斯分布,从而实现用已知的分布拟合未知的特征分布,同时通过控制分布强化不同类别特征间的差异性,改善特征的模式识别性能;利用优化后的特征对分类器进行训练并识别测试样本特征。模型经行星齿轮箱实验台数据进行了验证。研究表明,该模型能够使提取的特征服从给定的先验分布,通过控制分布强化了不同类别特征间的差异性,提高了特征的聚合性能,有效诊断了行星轮轴承故障,与自编码和变分自编码器相比,表现出一定的优越性。
关键词
行星轮轴承
智能故障诊断
多维
独立
高斯分布
对抗变分自编码
时变工况
Keywords
planet bearing
intelligent fault diagnosis
multivariate independent Gaussian distribution
adversarial variational auto-encoder
time-varying condition
分类号
TH17 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
激光诱导击穿光谱铝合金在线分类识别系统研究
被引量:
8
2
作者
刘佳
沈学静
徐鹏
崔飞鹏
史孝侠
李晓鹏
王海舟
机构
钢铁研究总院
钢研纳克检测技术股份有限公司
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期3901-3905,共5页
基金
国家重点研发计划重大科学仪器设备开发项目(2018YFF0109600)资助。
文摘
铝合金材料凭借其易加工、耐腐蚀、可循环利用等良好性能,在众多工业领域都得到了广泛的应用,已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。面对矿产资源的日益匮乏以及大量铝产品到达服役年限,因此铝合金的回收利用就尤为重要,再生循环铝对经济、环境和能源的可持续发展都具有重要意义。目前,由于废旧铝合金种类混杂、形态各异,很难高效对其分类,导致优质铝合金降级使用直接铸造成铝锭。航空航天用铝以2xxx系列和7xxx系列铝合金为主,由于特殊的使用环境,其产品质量好、价值高,降级使用会造成巨大的浪费。本文以航空用铝2xxx系列、 7xxx系列以及铸铝A356三个系列的铝合金自动分类为研究目标,基于激光诱导击穿光谱技术搭建自动化分类检测实验平台,通过图像识别方式完成对动态样品的定位,使其准确被激光诱导击穿光谱(LIBS)捕获完成测试,对于单脉冲LIBS光谱信号,结合密度分布函数思想,分别建立三个系列铝合金的多维高斯概率密度分布判别函数,实现了对2xxx系、 7xxx系以及铸铝A356的高效、高精度、连续分类检测。实验结果表明:系统完成对1.2 m·s^-1传送过程中物料的识别时间为18 ms,定位激光激发控制偏差小于20.83 ms,传送中测试样品的最小尺寸为25 mm;对于高度差异3 mm以内的三个系列铝合金样品,多维高斯概率密度分布方法的平均预测分类识别准确率可达到99.15%,平均建模时间仅需7 ms,与应用广泛的支持向量机(SVM)分类方法相比,预测准确率相当,建模时间提高了一个数量级,该方法分类预测的泛化能力较好,建模效率高。该研究验证了基于激光诱导击穿光谱技术对铝合金进行自动化快速分类检测的有效性,为全自动废旧金属分拣系统的建立提供了理论和技术基础。
关键词
激光诱导击穿光谱
铝合金
分类
多维高斯分布
Keywords
LIBS
Aluminium alloy
Sorting
Multi-dimensional Gaussian distribution
分类号
O657.3 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
图像序列中的自动点目标空时快速检测
3
作者
吴宏刚
张宇
陈跃斌
李在铭
机构
电子科技大学通信与信息工程学院
广州海格通信产业集团有限公司
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2007年第3期294-296,共3页
基金
国家"863"计划资助项目(2004AA823120)
国家自然科学基金资助项目(10376005)
文摘
提出了一种新的序列图像中点状运动目标空时快速检测方法,该方法假设经过背景杂波抑制预处理后图像已转换为类SPGWN(信号加高斯白噪声)模型。自动目标检测时图像序列被划分为多组检测单元,每单元包含两帧相邻的图像。根据目标速度限制条件,采用在单元内以及两相邻单元间沿轨迹集成像素灰度的检测算法。在付出同等运算量的代价下,克服了二维投影检测性能较差的弱点,同时也具备可检测多速率目标的优点。理论分析和仿真试验表明了该检测方法的有效性。
关键词
点状运动目标
检测单元
沿轨迹集成
多维高斯分布
Keywords
moving point target
detection unit
integration along tracks
multi-dimensional gaussian distribution
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于Gibbs抽样的轴承故障诊断方法
4
作者
王岩
罗倩
邓辉
机构
北京信息科技大学信息与通信工程学院
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2018年第7期2136-2140,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(61271198)
北京市科技提升计划项目(5211624101)~~
文摘
针对现有轴承故障诊断方法的不足,即诊断片面性问题,提出了一种基于Gibbs抽样的轴承故障诊断方法。首先对轴承振动信号进行局部特征尺度分解(LCD)得到内禀尺度分量(ISC);然后对轴承振动信号和ISC分别提取时域特征,按照特征敏感度高低对时域特征排名,选择排名靠前的特征组成特征集;其次使用特征集训练产生基于Gibbs抽样的多维高斯分布模型;最后通过后验分析得到概率,实现轴承故障诊断。实验结果表明诊断正确率达到100%,与基于SVM的轴承诊断方法相比,在特征数为43个时诊断正确率提升了11.1个百分点。所提方法能够有效地对滚动轴承故障状态进行诊断,对高维复杂的轴承故障数据也有很好的诊断效果。
关键词
滚动轴承
故障诊断
局部特征尺度分解
多维高斯分布
吉布斯抽样
Keywords
rolling bearing fault
diagnosis Local Characteristic scale Decomposition (LCD)
multi-dimensional
Gaussian distribution Gibbs sampling
分类号
TP277 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
时变工况下行星轮轴承特征分布拟合与智能故障诊断
赵川
冯志鹏
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
激光诱导击穿光谱铝合金在线分类识别系统研究
刘佳
沈学静
徐鹏
崔飞鹏
史孝侠
李晓鹏
王海舟
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
图像序列中的自动点目标空时快速检测
吴宏刚
张宇
陈跃斌
李在铭
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2007
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于Gibbs抽样的轴承故障诊断方法
王岩
罗倩
邓辉
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
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