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

1

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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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

2

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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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

3

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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广义精细复合多尺度样本熵与流形学习相结合的滚动轴承故障诊断方法 被引量：31

4

作者 王振亚 姚立纲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期2463-2471,共9页

针对滚动轴承故障特征提取困难的问题,提出了一种广义精细复合多尺度样本熵(GRCMSE)与流形学习相结合的特征提取方法。利用GRCMSE提取滚动轴承故障特征信息;采用判别式扩散映射分析(DDMA)方法对高维特征进行降维处理;将低维故障特征输... 针对滚动轴承故障特征提取困难的问题,提出了一种广义精细复合多尺度样本熵(GRCMSE)与流形学习相结合的特征提取方法。利用GRCMSE提取滚动轴承故障特征信息;采用判别式扩散映射分析(DDMA)方法对高维特征进行降维处理;将低维故障特征输入粒子群优化支持向量机多故障分类器中进行故障识别。滚动轴承故障实验分析结果表明:GRCMSE特征提取效果优于多尺度样本熵(MSE)、精细复合多尺度样本熵(RCMSE)和广义多尺度样本熵(GMSE);DDMA降维效果优于等度规映射(Isomap)和局部切空间排列(LTSA)的降维效果;GRCMSE和DDMA相结合后的滚动轴承故障识别精度达到100%。 展开更多

关键词 广义精细复合多尺度样本熵 判别式扩散映射分析 故障诊断 流形学习 滚动轴承

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基于RCMFFDE和SSA-RVM的旋转机械损伤检测模型 被引量：1

5

作者 王显彬 孙阳 《机电工程》 北大核心 2025年第3期510-519,共10页

针对旋转机械系统的振动信号具有明显的非线性,严重影响故障特征提取从而导致其识别精度不佳的问题,建立了一种基于精细复合多尺度分数波动散布熵(RCMFFDE)、t-分布随机邻域嵌入(t-SNE)和麻雀搜索算法优化相关向量机(SSA-RVM)的旋转机... 针对旋转机械系统的振动信号具有明显的非线性,严重影响故障特征提取从而导致其识别精度不佳的问题,建立了一种基于精细复合多尺度分数波动散布熵(RCMFFDE)、t-分布随机邻域嵌入(t-SNE)和麻雀搜索算法优化相关向量机(SSA-RVM)的旋转机械损伤检测模型。首先,进行了基于RCMFFDE方法的特征提取,生成了特征样本,以定量反映旋转机械的不同损伤情况;然后,采用t-SNE方法,将原始高维故障特征映射至低维空间,获得了对故障更敏感的低维特征;最后,将敏感的低维故障特征向量输入至SSA-RVM多分类器中,进行了训练和测试,实现了旋转机械样本的故障识别目的;采用两种旋转机械数据集进行了实验,并从准确率、效率和抗噪性方面,将RCMFFDE-SSA-SVM方法与多种特征提取方法进行了对比。研究结果表明:RCMFFDE能用于有效提取旋转机械的故障特征,分别取得99.2%和100%的识别精度;而对敏感特征进行分类所获得的精度优于对原始特征进行分类的情形,前者比后者提高了4%;在模式识别中,SSA-RVM优于其他分类器;自制数据集的诊断精度达到了97%,特征提取的时间为16.05 s。 展开更多

关键词 非线性振动信号 特征提取时间 故障识别精度(诊断精度) 精细复合多尺度分数波动散布熵 t-分布随机邻域嵌入 麻雀搜索算法优化相关向量机

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基于GRCMFDE与CNN的轮对轴承故障诊断方法研究

6

作者 彭刘禹 胡俊锋 张龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期4260-4270,共11页

针对轮对轴承实际工况下故障信号特征提取困难的问题,提出一种新的基于熵的非线性动力学特征提取算法:广义精细复合多尺度波动离散熵(generalized refined composit multiscale fluctuation dispersion entropy,GRCMFDE)。首先通过复合... 针对轮对轴承实际工况下故障信号特征提取困难的问题,提出一种新的基于熵的非线性动力学特征提取算法:广义精细复合多尺度波动离散熵(generalized refined composit multiscale fluctuation dispersion entropy,GRCMFDE)。首先通过复合粗粒化将单一粗粒化时间序列生成多个序列,弥补多尺度波动离散熵单一粗粒化的缺陷,从而挖掘更多的特征信息;然后通过精细复合对传统复合过程进行优化,防止因复合粗粒化序列长度缩短而出现未定义熵,导致该尺度下的熵均值无法计算;最后,通过广义粗粒化处理,将均值计算改为计算方差,避免多尺度波动离散熵利用均值计算出现中和原始故障信号的动力学突变现象。利用GRCMFDE提取NJ2232WB型轮对轴承的故障特征信息,然后将故障特征输入到卷积神经网络(CNN)中进行模式识别。在JL-501机车轴承检测台上采集DF4型机车上实际损伤的不同故障类型的轮对轴承信号并进行特征提取。论证结果显示:GRCMFDE特征提取能力强于精细复合多尺度波动离散熵(RCMFDE)和多尺度波动离散熵(MFDE),CNN故障识别效果优于支持向量机(SVM),且GRCMFDE-CNN故障诊断模型的故障识别精度达到100%。所提方法能够高效、精准地识别实际工况下损伤的轴承故障类型,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 广义精细复合多尺度波动离散熵 特征提取 卷积神经网络 模式识别 轮对轴承 故障诊断

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基于SORT映射的IRCMFDE在旋转机械故障诊断中的应用 被引量：2

7

作者 王潞红 邹平吉 《机电工程》 北大核心 2024年第1期11-21,共11页

针对旋转机械振动信号的强非线性和非平稳性,导致故障特征提取困难的问题,提出了一种基于SORT映射的改进精细复合多尺度波动散布熵(IRCMFDE)和蝙蝠算法优化的相关向量机(BA-RVM)的旋转机械故障诊断方法。首先,利用SORT映射函数替换了精... 针对旋转机械振动信号的强非线性和非平稳性,导致故障特征提取困难的问题,提出了一种基于SORT映射的改进精细复合多尺度波动散布熵(IRCMFDE)和蝙蝠算法优化的相关向量机(BA-RVM)的旋转机械故障诊断方法。首先,利用SORT映射函数替换了精细复合多尺度波动散布熵(RCMFDE)方法的正态累积分布函数,同时对RCMFDE方法的粗粒化方式进行了改进,提出了基于SORT映射的IRCMFDE方法;随后,利用IRCMFDE方法提取了旋转机械振动信号的故障特征,构造了故障特征集;最后,采用BA-RVM分类器对旋转机械的故障类型进行了智能化的识别和分类;将基于IRCMFDE和BA-RVM的故障诊断方法应用于滚动轴承、离心泵和齿轮箱的实验数据分析,并将其与现有故障诊断方法进行了对比分析。研究结果表明:基于IRCMFDE和BA-RVM的故障诊断方法能够有效地识别旋转机械的故障状态,识别准确率分别达到了100%、98%和99%,相比基于RCMFDE、精细复合多尺度熵、精细复合多尺度模糊熵、精细复合多尺度排列熵和精细复合多尺度散布熵的故障特征提取方法,该故障诊断方法的效率和平均识别准确率均优于对比方法,其更适合应用于旋转机械的在线实时故障监测。 展开更多

关键词 改进精细复合多尺度波动散布熵 SORT映射 蝙蝠算法优化的相关向量机 旋转机械 故障分类识别

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基于RCMDE与极限学习机的滚动轴承故障诊断 被引量：5

8

作者 刘云斌 钱俊 潘曙明 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第2期123-126,共4页

针对滚动轴承故障信号识别率低的情况,提出一种基于精细复合多尺度离散熵(RCMDE)与极限学习机(ELM)的故障诊断方法。首先,从原始振动信号中提取20个尺度的精细复合多尺度离散熵并以此构建故障特征集,然后利用ELM对其进行故障种类识别。... 针对滚动轴承故障信号识别率低的情况,提出一种基于精细复合多尺度离散熵(RCMDE)与极限学习机(ELM)的故障诊断方法。首先,从原始振动信号中提取20个尺度的精细复合多尺度离散熵并以此构建故障特征集,然后利用ELM对其进行故障种类识别。通过凯斯西储大学的轴承数据验证提出方法的有效性,最后将提出方法与MPE-ELM进行对比。对比结果说明提出的故障诊断方法具有更高的分类精度。 展开更多

关键词 精细复合多尺度离散熵 ELM 故障诊断

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基于HRCMFDE、LS、BA-SVM的行星齿轮箱故障诊断 被引量：4

9

作者 庄敏 李革 +1 位作者 范智军 孔德成 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第11期1535-1543,共9页

针对行星齿轮箱的特征提取以及故障识别问题,提出了一种基于混合精细复合多尺度波动散布熵(HRCMFDE)特征提取、拉普拉斯分数(LS)特征降维优化和蝙蝠算法优化支持向量机(BA-SVM)故障识别的行星齿轮箱故障诊断方法。首先,提出了一种新的... 针对行星齿轮箱的特征提取以及故障识别问题,提出了一种基于混合精细复合多尺度波动散布熵(HRCMFDE)特征提取、拉普拉斯分数(LS)特征降维优化和蝙蝠算法优化支持向量机(BA-SVM)故障识别的行星齿轮箱故障诊断方法。首先,提出了一种新的时间序列复杂度测量方法—HRCMFDE(其由5种不同粗粒化方式的RCMFDE组成,具备更全面和可靠的特征提取性能),用于从振动信号中挖掘出反映行星齿轮箱状态的故障信息,构成初始的混合故障特征;然后,考虑到由HRCMFDE组成的故障特征具有较高的维数和冗余,利用LS对初始特征进行了优化,生成了低维的敏感特征;最后,利用基于蝙蝠算法优化的支持向量机,对行星齿轮系不同故障特征向量进行了训练和分类,利用真实故障数据集对基于HRCMFDE、LS、BA-SVM的方法进行了验证。研究结果表明:利用行星齿轮箱数据集对该方案进行的有效性实验,能够准确地识别出齿轮箱的不同故障,其单次分类的准确率达到了98.13%,多次分类的平均准确率也优于对比方法;该结果验证了基于混合精细复合多尺度波动散布熵特征提取的有效性,采用该方法能够对行星齿轮箱的故障进行诊断。 展开更多

关键词 特征提取 特征降维优化 故障分类识别 混合精细复合多尺度波动散布熵 拉普拉斯分数 蝙蝠算法优化支持向量机

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基于自适应RCGmvMFE和流行学习的滚动轴承故障诊断 被引量：4

10

作者 刘武强 杨小强 申金星 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期9-18,共10页

多尺度模糊熵能够较好的量化振动信号的复杂程度,但缺乏对其他信道信息的有效利用,为了充分利用其他信道的振动信息,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。为了准确提取轴承信号中的故障特征,提出了基... 多尺度模糊熵能够较好的量化振动信号的复杂程度,但缺乏对其他信道信息的有效利用,为了充分利用其他信道的振动信息,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。为了准确提取轴承信号中的故障特征,提出了基于自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)和精细复合广义多变量多尺度模糊熵(Refined Composite Generalized Multivariate Multiscale Fuzzy Entropy,RCGmvMFE)的轴承多故障诊断方法。首先利用CEEMDAN对多信道的源信号进行分解获得无模式混叠的IMF。然后采用相关性分析方法对IMF分量进行筛选,选出对故障特征敏感的IMF作为多通道数据构成多元变量,并计算其RCGmvMFE组成故障特征。随后采用t分布随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)对高维特征进行维数约简。最后利用鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)优化核极限学习机(Kernel Extreme Learning Machine,KELM)对低维故障特征进行分类。实验结果表明,该方法能够有效地诊断轴承不同程度的故障,为滚动轴承的故障诊断提供了补充方法。 展开更多

关键词 CEEMDAN 精细复合广义多变量多尺度模糊熵 敏感IMF t分布随机邻域嵌入 流行学习 滚动轴承 故障诊断

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基于RCMRFDE和ELM的滚动轴承故障检测方法 被引量：5

11

作者 周经龙 乔惠萍 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第1期1-10,共10页

为了有效地提升滚动轴承故障诊断的可靠性和准确性,鉴于精细复合多尺度反向波动散布熵(RCMRFDE)方法在描述非线性序列复杂度和特征提取方面的优势,提出了一种结合RCMRFDE和极限学习机(ELM)的滚动轴承综合故障检测方法(该方法包括健康检... 为了有效地提升滚动轴承故障诊断的可靠性和准确性,鉴于精细复合多尺度反向波动散布熵(RCMRFDE)方法在描述非线性序列复杂度和特征提取方面的优势,提出了一种结合RCMRFDE和极限学习机(ELM)的滚动轴承综合故障检测方法(该方法包括健康检测和故障分类)。首先,根据滚动轴承健康和故障振动信号复杂性具有显著性差异的特点,利用RCMRFDE预先检测了滚动轴承的健康状态,筛选出了健康轴承;然后,采用RCMRFDE提取出了剩余故障轴承的故障特征,并采用极限学习机(ELM)对故障类型进行了智能化的识别;最后,基于两种公开的滚动轴承故障实验数据,分别采用RCMRFDE+ELM方法与其他5种故障诊断方法进行了检测,并将所得结果进行了比较分析,以验证新方法的检测精度、分类准确率、效率和可靠性。研究结果表明:采用RCMRFDE+ELM方法能够准确地检测出滚动轴承是否存在故障,并且在二次实验中,对于故障轴承的平均识别准确率分别达到了99.96%和99.67%,均高于其他方法。该方法可以为建立滚动轴承的健康监测模型提供阈值设置方法和诊断思路。 展开更多

关键词 轴承故障诊断 故障特征提取 轴承健康检测 故障分类 精细复合多尺度反向波动散布熵 极限学习机 综合故障检测

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