基于GASF与MSCAM-DenseNet的小样本齿轮故障诊断方法

1

作者 史丽晨 张鹏 +1 位作者 王海涛 周星宇 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第8期3033-3045,共13页

针对小样本条件下所得样本不足,特征未能有效提取导致诊断精度下降的问题,提出一种GASF与MSCAM-DenseNet相结合的小样本齿轮故障诊断方法。首先,运用格拉姆角和域(GASF)将多源振动信号变换为二维特征,采用二维离散小波变换(2D-DWT)重构... 针对小样本条件下所得样本不足,特征未能有效提取导致诊断精度下降的问题,提出一种GASF与MSCAM-DenseNet相结合的小样本齿轮故障诊断方法。首先,运用格拉姆角和域(GASF)将多源振动信号变换为二维特征,采用二维离散小波变换(2D-DWT)重构多源特征。其次,由于一般的密集连接卷积网络(DenseNet)不具备识别多尺度特征的能力,因而在DenseNet中引入多尺度通道注意力机制(MSCAM),提出一种改进网络模型,即MSCAM-DenseNet。最后,以重构后的GASF作为MSCAM-DenseNet的输入,待特征识别完成后,由网络分类器完成故障特征分类。采用实验室行星齿轮数据集和东南大学齿轮箱数据集对所提模型验证,并与其他诊断模型进行对比。实验结果证明,所提方法在小样本、变工况条件下具有较高的故障识别准确率,较强的泛化能力和抗噪能力。 展开更多

关键词 齿轮 小样本故障诊断 格拉姆角和域 二维离散小波变换 多尺度通道注意力机制

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基于LabVIEW的液压系统故障信号处理方法 被引量：3

2

作者 柴凯 张梅军 +1 位作者 黄杰 陈灏 《机床与液压》 北大核心 2015年第1期189-193,共5页

应用Lab VIEW结合Matlab软件设计了液压系统故障信号分析系统,从数据采集、预处理到分别通过时、频域信号处理方法有时域分析、相关性分析、频谱分析、倒频谱分析等;时频联合信号处理方法有短时傅立叶变换(STFT)、小波变换(WT)、经验模... 应用Lab VIEW结合Matlab软件设计了液压系统故障信号分析系统,从数据采集、预处理到分别通过时、频域信号处理方法有时域分析、相关性分析、频谱分析、倒频谱分析等;时频联合信号处理方法有短时傅立叶变换(STFT)、小波变换(WT)、经验模态分解(EMD)、集合经验模态分解(EEMD)等对液压系统正常、冲击、堵塞以及气穴等不同类型信号进行离线研究和分析。运行结果表明:该系统能对信号故障特征进行提取,以便快速准确地查明和判别故障。 展开更多

关键词 labview 频谱分析 小波分析 EMD EEMD 液压系统 故障诊断

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基于DataSocket和小波消噪的齿轮故障远程监测与诊断 被引量：1

3

作者 夏庆观 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期90-92,共3页

介绍利用LabVIEW平台检测齿轮故障信号 ,叙述DataSocket协议和使用DataSocket技术进行远程监控的方法 ,给出在LabVIEW的环境内 ,使用MATLAB脚本节点对齿轮振动信号进行小波消噪和分解 ,提取齿轮故障特征信息 ,实现齿轮故障的远程诊断的... 介绍利用LabVIEW平台检测齿轮故障信号 ,叙述DataSocket协议和使用DataSocket技术进行远程监控的方法 ,给出在LabVIEW的环境内 ,使用MATLAB脚本节点对齿轮振动信号进行小波消噪和分解 ,提取齿轮故障特征信息 ,实现齿轮故障的远程诊断的方案。 展开更多

关键词 labview datasocket 齿轮 小波变换 故障诊断

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基于定子电流和电磁转矩双信号融合的齿轮故障智能诊断

4

作者 李巍 袁响东 +1 位作者 陈伟 刘军 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期248-256,共9页

在电机驱动的齿轮传动系统中,电机本体具有传感器的特性,因此可以通过电机的定子电流、电磁转矩信号来进行齿轮故障分析,由于受转速和负载转矩的影响,使得故障诊断结果的准确率较低。针对此问题,提出一种基于双信号融合与反向传播神经... 在电机驱动的齿轮传动系统中,电机本体具有传感器的特性,因此可以通过电机的定子电流、电磁转矩信号来进行齿轮故障分析,由于受转速和负载转矩的影响,使得故障诊断结果的准确率较低。针对此问题,提出一种基于双信号融合与反向传播神经网络相结合的齿轮故障诊断方法。对电机齿轮传动系统一体化建模,进行电机齿轮传动系统联合仿真。对齿轮的不同故障进行模拟,得到电机侧定子电流和电磁转矩的故障信号,采用双树复小波变换来分析齿轮故障频段信号,提取故障特征量,建立了丰富的齿轮故障样本库。搭建反向传播神经网络并提出改进的自适应学习率算法,实现了对齿轮断齿、磨损故障的精确分类。为了验证所提方法的有效性,搭建齿轮故障试验平台,对相应齿轮故障进行诊断。结果表明,所提方法能够在不同转速和负载转矩条件下准确辨识齿轮的故障类型,相较于只采用定子电流和电磁转矩中一种信号对齿轮进行故障诊断,该方法准确率更高。 展开更多

关键词 齿轮故障 传动系统 神经网络 双树复小波变换 智能诊断

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基于时间-小波能量谱的齿轮故障诊断 被引量：26

5

作者 张进 冯志鹏 褚福磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期157-161,共5页

振动信号中的冲击现象及其频率特征是诊断齿轮局部损伤故障的重要依据之一。针对齿轮故障特征提出了一种时间-小波能量谱信号处理方法,它能够有效提取振动信号中冲击成分的时域和频域特征。利用时间-小波能量谱方法分析了正常、磨损、... 振动信号中的冲击现象及其频率特征是诊断齿轮局部损伤故障的重要依据之一。针对齿轮故障特征提出了一种时间-小波能量谱信号处理方法,它能够有效提取振动信号中冲击成分的时域和频域特征。利用时间-小波能量谱方法分析了正常、磨损、断齿等三种状态的齿轮箱振动信号,并与传统频谱分析方法进行相比。结果表明:时间-小波能量谱不仅可以有效提取故障特征,识别出齿轮箱的故障存在,而且可以清晰地分辨出故障类型及故障元件。 展开更多

关键词 齿轮 故障诊断 小波变换 时间-小波能量谱

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信号的小波尺度-频率表示及其在机械故障诊断中的应用 被引量：6

6

作者 孔凡让 朱忠奎 +3 位作者 羊拯民 赵吉文 李晓峰 王建平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期19-22,共4页

基于对信号的连续小波变换特点的分析 ,提出信号特征的小波尺度 -频率表示方法。该方法对污染的脉冲信号和正弦信号的应用结果表明该方法能有效提取强噪声背景下的周期成分。以变速器齿轮的故障诊断为例 ,用该方法对变速箱齿轮振动信号... 基于对信号的连续小波变换特点的分析 ,提出信号特征的小波尺度 -频率表示方法。该方法对污染的脉冲信号和正弦信号的应用结果表明该方法能有效提取强噪声背景下的周期成分。以变速器齿轮的故障诊断为例 ,用该方法对变速箱齿轮振动信号的尺度 -频率表示进行分析 。 展开更多

关键词 小波变换 脉冲信号 正弦信号 变速器 故障诊断 噪声污染

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基于复解析小波变换的瞬时频率分析方法 被引量：17

7

作者 于德介 成琼 程军圣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期108-109,82,共3页

提出了利用基于复解析小波变换的瞬时频率分析的新方法。复解析小波变换将Hilbert变换与小波分析紧密结合在一起 ,具有自适应分析能力。对信号作复小波解析变换得到信号的瞬时频率 ,通过瞬时频率的功率谱分析就可提取信号特征。通过对... 提出了利用基于复解析小波变换的瞬时频率分析的新方法。复解析小波变换将Hilbert变换与小波分析紧密结合在一起 ,具有自适应分析能力。对信号作复小波解析变换得到信号的瞬时频率 ,通过瞬时频率的功率谱分析就可提取信号特征。通过对齿轮故障振动信号的分析 ,表明该方法能有效地诊断齿轮局部故障 ,且与传统的频域方法相比具有更好的分析效果。 展开更多

关键词 复解析小波变换 瞬时频率分析 HILBERT变换 齿轮 故障诊断 振动信号

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基于小波变换—模糊聚类的变速箱齿轮故障诊断 被引量：11

8

作者 尹安东 赵韩 羊拯民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第20期2121-2125,共5页

在对车辆变速箱齿轮振动加速度信号进行小波变换的基础上,提出了基于尺度—能量谱的特征提取和模糊聚类相结合的车辆变速箱齿轮故障诊断方法。该方法应用于LC5T81变速箱齿轮的故障诊断中,能够比较准确地识别与诊断出变速箱齿轮的走合运... 在对车辆变速箱齿轮振动加速度信号进行小波变换的基础上,提出了基于尺度—能量谱的特征提取和模糊聚类相结合的车辆变速箱齿轮故障诊断方法。该方法应用于LC5T81变速箱齿轮的故障诊断中,能够比较准确地识别与诊断出变速箱齿轮的走合运行状态、磨损运行状态和故障运行状态,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 故障诊断 小波变换 模糊聚类分析 齿轮

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基于小波包与支持向量机结合的齿轮故障分类研究 被引量：11

9

作者 李永龙 邵忍平 曹精明 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期530-535,共6页

文章通过对齿轮系统在不同的运转状态下故障类型进行试验测试分析,采集了有关的振动测试信号,对振动特征信号进行了小波阈值去噪,运用小波包方法对信号进行分解,然后对分解后的各层信号进行重构,并计算各层的能量,将它作为故障特征,在... 文章通过对齿轮系统在不同的运转状态下故障类型进行试验测试分析,采集了有关的振动测试信号,对振动特征信号进行了小波阈值去噪,运用小波包方法对信号进行分解,然后对分解后的各层信号进行重构,并计算各层的能量,将它作为故障特征,在此基础上将各层信号特征作为输入,运用支持向量机对它们进行分类,将所得结果与神经网络分类的结果进行了比较。研究表明,去噪处理后的效果比没有去噪的信号特征更加明显,而采用小波与支持向量机结合的方法,对于单一故障和复合故障都能够进行很好地区分与诊断,其诊断成功率均在92%以上。该方法不仅可对实际工程工作的齿轮系统进行故障诊断,而且可用于其它故障诊断领域。 展开更多

关键词 小波阈值去噪 小波包变换 支持向量机 特征提取 故障诊断 齿轮系统

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基于双树复小波包变换能量泄漏特性分析的齿轮故障诊断 被引量：15

10

作者 胥永刚 孟志鹏 +1 位作者 赵国亮 付胜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期72-77,共6页

为有效利用双树复小波包变换提取齿轮故障特征信息,提出基于双树复小波包能量泄漏特性分析的故障诊断方法。首先根据高斯白噪声频率充满整个频带的特性,通过双树复小波包变换对高斯白噪声进行分解,利用频带能量泄漏的定量分析方法,验证... 为有效利用双树复小波包变换提取齿轮故障特征信息,提出基于双树复小波包能量泄漏特性分析的故障诊断方法。首先根据高斯白噪声频率充满整个频带的特性,通过双树复小波包变换对高斯白噪声进行分解,利用频带能量泄漏的定量分析方法,验证了双树复小波包变换具有较低的频带能量泄漏特性;其次利用双树复小波包变换逐层分解信号,对每层分解所得分量求其FFT谱的峭度,得到基于双树复小波包变换的谱峭度图,根据图中峭度最大的原则,可以自动准确的选择信号分解最佳层数和最佳分量;最后将基于双树复小波包变换的谱峭度图的故障诊断方法应用于实际工程中,对齿轮故障振动信号进行分析,选择最佳分解层数和分量后利用希尔伯特包络解调,有效准确地提取了故障特征信息,验证了方法的可行性和有效性。该研究可为旋转机械设备中齿轮箱故障诊断的故障特征提取提供参考。 展开更多

关键词 齿轮 故障诊断 高斯白噪声 能量泄漏 谱峭度 双树复小波包变换

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基于角域平均和连续小波变换的齿轮故障诊断研究 被引量：12

11

作者 李辉 郑海起 杨绍普 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期16-19,共4页

针对齿轮箱升降速过程中振动信号非平稳的特点,将阶次跟踪、角域平均和连续小波变换相结合,提出了基于角域平均和连续小波变换的齿轮箱故障诊断方法。首先对齿轮箱升降速瞬态信号进行时域同步采样,再对时域信号进行等角度重采样,转化为... 针对齿轮箱升降速过程中振动信号非平稳的特点,将阶次跟踪、角域平均和连续小波变换相结合,提出了基于角域平均和连续小波变换的齿轮箱故障诊断方法。首先对齿轮箱升降速瞬态信号进行时域同步采样,再对时域信号进行等角度重采样,转化为角域平稳信号,然后对角域信号进行角域平均,以消除干扰噪声的影响,最后对角域平均信号进行连续小波变换,根据小波幅值图和相位图,就可提取齿轮的故障特征。通过对齿轮齿根裂纹故障实验信号的分析,表明该方法能有效地诊断齿轮的故障状态。 展开更多

关键词 故障诊断 阶次跟踪 角域平均 连续小波变换 齿轮

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基于复小波变换相位谱的齿轮故障诊断 被引量：9

12

作者 于德介 程军圣 成琼 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 2004年第4期275-276,共2页

提出了一种基于复小波变换诊断齿轮故障的新方法。利用 Mexican- hat调制复小波基函数对齿轮振动信号进行连续小波变换 ,再作相位的频谱分析 ,可以突出边频带结构 ,识别不同故障模式。试验数据的分析结果表明 ,该方法适用于齿轮故障诊... 提出了一种基于复小波变换诊断齿轮故障的新方法。利用 Mexican- hat调制复小波基函数对齿轮振动信号进行连续小波变换 ,再作相位的频谱分析 ,可以突出边频带结构 ,识别不同故障模式。试验数据的分析结果表明 ,该方法适用于齿轮故障诊断 ,与传统的自功率谱方法以及基于实值小波的小波变换方法相比 ,这种方法效果更好。 展开更多

关键词 齿轮故障诊断 小波变换 复小波基函数 相位

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基于自适应最大相关峭度解卷积和频率切片小波变换的齿轮故障特征提取 被引量：7

13

作者 钟先友 赵春华 +2 位作者 田红亮 陈保家 赵美云 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第21期2880-2885,共6页

针对最大相关峭度解卷积(MCKD)降噪效果受滤波器阶数影响的问题,提出了自适应MCKD方法。针对频率切片小波变换(FSWT)在强背景噪声中提取冲击故障特征的不足,提出了自适应MCKD和FSWT相结合的齿轮故障特征提取方法。首先用自适应MCKD对噪... 针对最大相关峭度解卷积(MCKD)降噪效果受滤波器阶数影响的问题,提出了自适应MCKD方法。针对频率切片小波变换(FSWT)在强背景噪声中提取冲击故障特征的不足,提出了自适应MCKD和FSWT相结合的齿轮故障特征提取方法。首先用自适应MCKD对噪声齿轮信号进行降噪处理,然后对降噪后的信号进行频率切片小波变换和故障特征提取。齿轮故障诊断实例的分析结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 齿轮故障诊断 最大相关峭度解卷积 自适应 频率切片小波变换

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基于频率切片小波变换时频分析的齿轮故障诊断 被引量：7

14

作者 蔡剑华 黄国玉 黎小琴 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1026-1030,共5页

为了在强噪声中有效提取齿轮的故障特征,提出了一种基于频率切片小波变换时频分析的齿轮故障诊断方法。先对信号进行频率切片小波变换,得到在全频带下的时频分布,然后在此基础上分割出含有故障特征的时频区域,再通过对该区域进行时频阈... 为了在强噪声中有效提取齿轮的故障特征,提出了一种基于频率切片小波变换时频分析的齿轮故障诊断方法。先对信号进行频率切片小波变换,得到在全频带下的时频分布,然后在此基础上分割出含有故障特征的时频区域,再通过对该区域进行时频阈值滤波和逆变换重构分离出有效的故障特征。仿真实验和实测信号分析表明,这种方法可从噪声信号中分离出有效的特征分量,在齿轮故障诊断方面取得了较好的应用效果。 展开更多

关键词 频率切片小波变换 时频分析 齿轮 故障诊断

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兆瓦级风力发电机故障诊断 被引量：18

15

作者 陈长征 梁树民 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2009年第3期277-280,共4页

为确保能及时发现风力发电机故障,避免因故障而造成巨大损失,提出采用对兆瓦级风力发电机主轴和齿轮箱振动信号进行频谱分析的方法.从风力发电机采集到的频谱信号若超过设定的报警限,则对实时处理信号与数据库存储信号进行比较,通过LabV... 为确保能及时发现风力发电机故障,避免因故障而造成巨大损失,提出采用对兆瓦级风力发电机主轴和齿轮箱振动信号进行频谱分析的方法.从风力发电机采集到的频谱信号若超过设定的报警限,则对实时处理信号与数据库存储信号进行比较,通过LabVIEW图形化编程语言,将采集的信号进行小波变换和频谱分析,获得信号频谱图,可以准确判断出风力发电机产生的故障及位置,为齿轮箱和主轴的故障诊断寻找依据.现场试验证明,该方法可准确、有效地诊断出风力发电机故障,具有可行性. 展开更多

关键词 兆瓦级风力发电机 齿轮箱 频谱分析 报警限 数据库 故障诊断 labview软件 小波变换

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双树复小波和MED在齿轮箱早期故障诊断中的应用 被引量：4

16

作者 王朝阁 刘桐桐 +2 位作者 任学平 张浩东 王建国 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期280-286,共7页

针对齿轮箱轴承早期故障特征信号微弱且受环境噪声影响严重,故障特征信息难以识别的问题,提出了双树复小波变换(dual-tree complex wavelet transform,DT-CWT)和最小熵反褶积(minimum entropy deconvolution,MED)的故障诊断方法。首先... 针对齿轮箱轴承早期故障特征信号微弱且受环境噪声影响严重,故障特征信息难以识别的问题,提出了双树复小波变换(dual-tree complex wavelet transform,DT-CWT)和最小熵反褶积(minimum entropy deconvolution,MED)的故障诊断方法。首先对采集到的振动信号进行双树复小波分解,得到几个不同频段的分量,由于噪声的干扰,从各个分量的频谱中很难对故障做出正确的判断。然后对包含故障特征的分量进行最小熵反褶积滤波处理以消除噪声影响,凸显故障特征信息。最后对滤波后的信号进行Hilbert包络谱分析,即可从中准确地识别出轴承的故障特征频率。通过齿轮箱轴承故障模拟实验和工程应用实例分析验证了该方法的有效性与优越性。 展开更多

关键词 齿轮箱 双树复小波 最小熵反褶积 Hilbert包络谱 轴承 故障诊断

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基于MODWPT的Hilbert谱及其在齿轮故障诊断中的应用 被引量：4

17

作者 程军圣 杨宇 于德介 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第11期41-44,共4页

在对基于最大重叠离散小波包变换(Maximal overlap discrete wavelet packet transform,简称MODWPT)的Hilbert谱方法进行介绍的基础上,将基于MODWPT的Hilbert谱应用于齿轮故障诊断当中。采用MOWDWPT可将多分量的复杂信号分解为若干个瞬... 在对基于最大重叠离散小波包变换(Maximal overlap discrete wavelet packet transform,简称MODWPT)的Hilbert谱方法进行介绍的基础上,将基于MODWPT的Hilbert谱应用于齿轮故障诊断当中。采用MOWDWPT可将多分量的复杂信号分解为若干个瞬时频率和瞬时幅值具有经典物理意义的单分量之和,然后求出各个单分量信号的瞬时频率和瞬时幅值,再进行组合便可以得到原始复杂信号完整的时频分布。对具有裂纹和断齿的齿轮故障振动信号的分析结果表明,基于MODWPT的Hilbert谱可以有效地提取齿轮振动信号的故障特征。 展开更多

关键词 最大重叠离散小波包变换 Hilbert谱 齿轮 故障诊断

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基于复小波变换相位功率谱的齿轮故障诊断 被引量：5

18

作者 成琼 于德介 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第S1期23-26,共4页

提出了一种基于复小波变换诊断齿轮故障的新方法 .利用Mexican-hat调制复小波基函数对齿轮振动信号进行连续小波变换 ,再作相位的频谱分析 ,可以突出边频带结构 .仿真信号的分析结果表明该方法可有效地用于齿轮故障诊断 ,与传统的自功... 提出了一种基于复小波变换诊断齿轮故障的新方法 .利用Mexican-hat调制复小波基函数对齿轮振动信号进行连续小波变换 ,再作相位的频谱分析 ,可以突出边频带结构 .仿真信号的分析结果表明该方法可有效地用于齿轮故障诊断 ,与传统的自功率谱方法相比 。 展开更多

关键词 齿轮 故障诊断 小波变换 复小波基函数 相位

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平移不变量小波去噪法在齿轮故障诊断中的应用 被引量：6

19

作者 文莉 刘正士 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期114-117,共4页

平移不变量小波去噪方法是对 Donoho阈值法的改进 ,该方法不仅能有效地抑制伪吉布斯现象 ,而且能减小原始信号和估计信号之间的均方根误差 ,提高信噪比。将这种方法用于变速箱齿轮故障信号的去噪处理 ,同时与阈值法去噪的结果进行比较... 平移不变量小波去噪方法是对 Donoho阈值法的改进 ,该方法不仅能有效地抑制伪吉布斯现象 ,而且能减小原始信号和估计信号之间的均方根误差 ,提高信噪比。将这种方法用于变速箱齿轮故障信号的去噪处理 ,同时与阈值法去噪的结果进行比较。结果表明 ,该方法可以有效地去除强噪声的干扰 ,提取齿轮故障特征信息 。 展开更多

关键词 平移不变量小波去噪法 齿轮 故障 诊断

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奇异值分解结合频率切片小波的齿轮故障特征提取 被引量：7

20

作者 周福成 唐贵基 廖兴华 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第5期139-143,共5页

频率切片小波变换是一种有力的时频分析方法,但在强背景噪声条件下其故障特征识别能力不足,故提出奇异值分解结合频率切片小波的故障特征提取方法。首先利用原始信号构造Hankel矩阵,根据奇异值差分谱单边极大值原则确定阶次并进行降噪处... 频率切片小波变换是一种有力的时频分析方法,但在强背景噪声条件下其故障特征识别能力不足,故提出奇异值分解结合频率切片小波的故障特征提取方法。首先利用原始信号构造Hankel矩阵,根据奇异值差分谱单边极大值原则确定阶次并进行降噪处理,继而利用频率切片小波对降噪信号进行全频分析,确定信号分量分布区间之后,对能量集中的信号进行频率切片细化分析,用时频图及重构信号提取齿轮故障特征。通过仿真及实测齿轮的点蚀信号分析,表明该方法能够实现齿轮运行状态的准确判别,有一定的工程实际意义。 展开更多

关键词 振动与波 齿轮 奇异值分解 频率切片小波变换 故障诊断

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