基于模型的CICA及其在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：7

1

作者 王志阳 杜文辽 陈进 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期66-70,共5页

由独立成分分析(ICA)的顺序不确定性带来的源数估计和对传感器个数的估计问题使得ICA在机械故障诊断中的广泛应用受到了限制,而约束独立成分分析(CICA)充分利用了设备的先验知识作为ICA的约束条件,可以使ICA算法收敛到感兴趣的故障信号... 由独立成分分析(ICA)的顺序不确定性带来的源数估计和对传感器个数的估计问题使得ICA在机械故障诊断中的广泛应用受到了限制,而约束独立成分分析(CICA)充分利用了设备的先验知识作为ICA的约束条件,可以使ICA算法收敛到感兴趣的故障信号。本文提出了一种基于滚动轴承模型的约束独立成分分析(CICA)方法,该方法可以从传感器信号中快速诊断出设备是否发生了滚动轴承故障,并用仿真和实验验证了该方法在滚动轴承故障诊断中的有效性。 展开更多

关键词 独立成分分析 约束独立成分分析 盲源分离 机械故障诊断 滚动轴承

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基于WT特征增强的cICA带式输送机齿轮箱故障诊断 被引量：5

2

作者 冷军发 荆双喜 王志阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期796-802,共7页

约束独立分量分析对于测量信号中的传感器噪声(测量噪声)具有很强的免疫能力,但对源噪声的免疫性却很差。针对这个问题,提出了小波变换特征增强的约束独立分量分析的齿轮箱故障特征提取方法。通过对测量信号小波分解,有针对性地选择某... 约束独立分量分析对于测量信号中的传感器噪声(测量噪声)具有很强的免疫能力,但对源噪声的免疫性却很差。针对这个问题,提出了小波变换特征增强的约束独立分量分析的齿轮箱故障特征提取方法。通过对测量信号小波分解,有针对性地选择某子频段小波系数重构,有利于提高信噪比,增强信号的统计独立性和非高斯性,从而增强约束独立分量分析方法提取齿轮故障特征的效果;而未经小波变换除噪时,约束独立分量分析的效果不佳。通过仿真分析和在矿用带式输送机齿轮箱故障诊断的应用结果综合表明,该方法能有效降低源噪声的影响,准确提取出齿轮故障特征,尤其是微弱低频故障特征。为矿用齿轮箱多通道振动状态监测与故障诊断提供了一种新的有效手段和途径。 展开更多

关键词 带式输送机齿轮箱 故障特征提取 小波变换 约束独立分量分析

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CICA-EMD方法在转子复合故障中的研究 被引量：1

3

作者 陈建国 《大连大学学报》 2017年第3期1-4,共4页

提出了一种约束独立分量分析(constrained independent component analysis,简称CICA)与EMD(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)方法应用转子复合故障分析,首先利用相空间重构获得多维信号,然后对其进行EMD方法获得转子复合故障信号... 提出了一种约束独立分量分析(constrained independent component analysis,简称CICA)与EMD(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)方法应用转子复合故障分析,首先利用相空间重构获得多维信号,然后对其进行EMD方法获得转子复合故障信号的EMD重构信号,然后根据转子复合故障中某一故障的特征信息构建参考信号,再用CICA方法提取复合故障的各自故障成分,从而获取转子复合故障的各自故障特征信息,从而判定转子复合故障。将此方法应用于转子试验台复合故障信号分析,成功的获取了转子复合故障,验证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 独立分量分析 约束独立分量分析 经验模式分解 复合故障

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基于EMD和CICA的单通道盲源分离方法用于齿轮箱混合故障诊断研究 被引量：21

4

作者 郝如江 安雪君 史云林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期225-231,262,共8页

针对传统的独立分量分析难以解决齿轮箱混合故障诊断中存在的欠定盲分离问题,提出了基于EMD和CICA(约束独立分量分析)的单通道盲源分离方法。通过单通道加速度传感器采集齿轮箱混合故障信号,对其进行EMD分解以实现降噪及单通道扩展,采... 针对传统的独立分量分析难以解决齿轮箱混合故障诊断中存在的欠定盲分离问题,提出了基于EMD和CICA(约束独立分量分析)的单通道盲源分离方法。通过单通道加速度传感器采集齿轮箱混合故障信号,对其进行EMD分解以实现降噪及单通道扩展,采用基于白噪声统计特性和峭度值结合的方法选取有效的IMF分量,将其作为盲源分离的输入信号,通过CICA方法提取目标振动信号,识别故障特征。通过对齿轮箱轴承与齿轮混合故障的仿真及实验研究,验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 盲源分离(BSS) 经验模态分解(EMD) 约束独立分量分析(cica) 混合故障诊断

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基于约束独立成分分析的滚动轴承故障诊断 被引量：18

5

作者 王志阳 陈进 +1 位作者 肖文斌 周宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期118-122,共5页

用新的理论与方法丰富及提高机械故障诊断技术是机械故障诊断学重要内容之一。本文用约束独立成分分析方法将研究对象的先验信息作为独立成分分析算法的约束条件,使新的算法仅仅收敛于感兴趣的故障信号。可提高故障诊断的针对性和效果... 用新的理论与方法丰富及提高机械故障诊断技术是机械故障诊断学重要内容之一。本文用约束独立成分分析方法将研究对象的先验信息作为独立成分分析算法的约束条件,使新的算法仅仅收敛于感兴趣的故障信号。可提高故障诊断的针对性和效果。该方法可从传感器信号中快速诊断出设备中是否发生了某种故障,并以滚动轴承的仿真与实验验证该方法的适用性和有效性。 展开更多

关键词 独立成分分析 约束独立成分分析 盲源分离 机械故障诊断 滚动轴承

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基于约束独立分量分析的矿用齿轮故障诊断研究 被引量：2

6

作者 荆双喜 郭松涛 +1 位作者 赵行宇 杨鑫 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第5期650-653,共4页

针对矿用齿轮传动故障信号较弱,极易被其他振动信号所淹没,使得已有诊断方法在矿用齿轮故障诊断中的应用受到限制,难以提取出齿轮故障特征信息的问题。将约束独立分量分析(CICA)这一理论方法应用于矿用齿轮振动故障诊断,通过对齿轮传动... 针对矿用齿轮传动故障信号较弱,极易被其他振动信号所淹没,使得已有诊断方法在矿用齿轮故障诊断中的应用受到限制,难以提取出齿轮故障特征信息的问题。将约束独立分量分析(CICA)这一理论方法应用于矿用齿轮振动故障诊断,通过对齿轮传动振动的分析,建立齿轮振动约束独立分量分析(CICA)参考信号,用于提取齿轮振动信号中的故障信息(即独立分量)。研究实例表明,应用约束独立分量分析(CICA)方法,能有效提取出矿用提升机齿轮减速箱中齿轮的故障,为矿用齿轮传动振动故障诊断提供一条新途径。 展开更多

关键词 约束独立分量分析 参考信号 故障诊断

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基于频域约束独立成分分析的经验模态分解去噪方法 被引量：10

7

作者 王金贵 张苏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期621-629,共9页

噪声污染是煤岩动力灾害电磁监测应用中需要解决的重要问题,去噪效果的好坏直接影响灾害预测的准确性。经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是目前电磁信号去噪中应用最多的一种方法,但当信号与噪声时频特征相近时,该算法... 噪声污染是煤岩动力灾害电磁监测应用中需要解决的重要问题,去噪效果的好坏直接影响灾害预测的准确性。经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是目前电磁信号去噪中应用最多的一种方法,但当信号与噪声时频特征相近时,该算法存在严重的内蕴模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)混叠现象(即部分模态函数仍为信号与噪声的组合)。针对该问题,提出一种基于经验模态分解和频域约束独立成分分析的去噪方法,首先利用EMD将电磁信号分解为多个IMF分量,通过计算各分量与原信号间的互相关系数判断存在模态混叠现象过渡IMF,再以过渡IMF后续分量的频域为约束条件,对过渡IMF进行独立成分分析,去除过渡分量中的噪声;最后将去噪后的过渡分量与其后续分量进行重构,得到去噪后的信号。分别以含噪Ricker子波和现场电磁信号为例,利用信噪比定量验证了上述方法对处理现场电磁信号模态混叠问题的有效性,同时频域约束条件下的独立成分分析去噪收敛快、效率高,适合海量实时监测信号快速去噪使用。 展开更多

关键词 电磁去噪 频域约束 独立成分分析 经验模态分解

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基于多目标优化约束独立成分分析方法的fMRI数据分析研究 被引量：5

8

作者 石玉虎 曾卫明 +1 位作者 邓金 王倪传 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期19-32,共14页

约束独立成分分析(CICA)通过加入先验信息,可极大地提高独立成分分析(ICA)的盲源信号分析性能,但还存在先验信息难以获取、先验信息约束条件阈值参数难以选择以及先验信息难以被有效利用等问题,需要进一步研究和解决。在多目标优化框架... 约束独立成分分析(CICA)通过加入先验信息,可极大地提高独立成分分析(ICA)的盲源信号分析性能,但还存在先验信息难以获取、先验信息约束条件阈值参数难以选择以及先验信息难以被有效利用等问题,需要进一步研究和解决。在多目标优化框架的基础上,建立一种同时融合时空先验信息的CICA模型,可有效规避CICA中阈值参数选择的问题。此外,提出一种从多被试fMRI数据中提取本真先验信息来指导fMRI组分析的自适应挖掘算法,从而为CICA获取先验信息提供一种新途径。最后,利用10例模拟数据、5例任务态和23例静息态fMRI数据,验证所提方法的有效性。结果表明:基于多目标优化的CICA(MOPCICA)获得的时空源信号总体上优于ICA、包含时间信息的CICA(CICA-tR)和包含空间信息的CICA(CICA-sR)(P<0.05)(如在模拟数据中,对应的空间AUC和时间相关系数分别0.75±0.05、0.62±0.02、0.72±0.03、0.71±0.06和0.81±0.13、0.67±0.04、0.74±0.09、0.77±0.13),而空间独立性则优于CICA-tR和CICA-sR (P<0.05)(如在任务态数据中,对应的峭度和负熵分别为69.20±23.36、17.60±13.22、36.71±13.43和0.031 2±0.007 7、0.003 7±0.002 1、0.018 4±0.004 5),从而说明它具有更好的源信号恢复性能。同时,在静息态数据中利用fMRI本真先验信息,MOPCICA获得的组成分与每个被试相应成分之间的相关系数平均高于ICA、基于牛顿迭代法的CICA(CICA-nR)和基于不动点迭代法的CICA(CICAfR)(P<0.05)(分别为0.46±0.08、0.44±0.08、0.45±0.08和0.44±0.08),从而更能代表组中被试的共性。研究表明,所提出的方法对fMRI脑功能连通性检测具有重要意义。 展开更多

关键词 功能磁共振成像 约束独立成分分析 本真先验信息 多目标优化

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基于投影方法的约束独立成分分析

9

作者 史振威 钟明军 +1 位作者 唐焕文 唐一源 《运筹与管理》 CSCD 2004年第5期1-6,共6页

独立成分分析是解决盲源分离问题的一种有效工具,但ICA具有伸缩(dilation)与排序(permutation)的不确定性的本质特征。本文利用一些约束条件,采用Lagrange乘子法并结合简单的投影方法,可以以特定的形式来进行独立成分的排序,并且可以在... 独立成分分析是解决盲源分离问题的一种有效工具,但ICA具有伸缩(dilation)与排序(permutation)的不确定性的本质特征。本文利用一些约束条件,采用Lagrange乘子法并结合简单的投影方法,可以以特定的形式来进行独立成分的排序,并且可以在信号分离过程中规范化解混矩阵(demixingmatrix),能够系统地减轻ICA对于伸缩与排序的不确定性。仿真结果证实了算法的有效性。 展开更多

关键词 运筹学 独立成分分析 LAGRANGE乘子法 投影方法 约束独立成分分析

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约束独立分量分析在无线通信信号分离中的应用 被引量：1

10

作者 张明明 《滨州学院学报》 2016年第2期64-69,共6页

无线通信信号的调制方式识别是复杂电磁环境下频谱检测和频率控制的重要研究目标,为了实现频谱共存条件下调制信号的模式识别,通过利用范围区间和灵敏度参数构造参考信号,提出了一种带参考信号约束的独立分量分析(CICA)算法进行无线通... 无线通信信号的调制方式识别是复杂电磁环境下频谱检测和频率控制的重要研究目标,为了实现频谱共存条件下调制信号的模式识别,通过利用范围区间和灵敏度参数构造参考信号,提出了一种带参考信号约束的独立分量分析(CICA)算法进行无线通信信号分离,实验仿真表明CICA算法能够很好地分离出感兴趣的信号,在0dB信噪比下分离信号和源信号的相似系数高于60%,与传统ICA方法相比,分离效果有了明显的提升。 展开更多

关键词 约束独立分量分析 参考信号 信号分离 信噪比 相似系数

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基于约束独立成分分析的轴承复合故障特征提取方法 被引量：5

11

作者 李瑞彤 王华庆 +2 位作者 屈红伟 齐放 李美娇 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第3期173-176,共4页

为从复合故障信号中提取各故障特征,提出一种离散小波变换(DWT)和约束独立成分分析(CICA)相结合的单通道复合故障诊断方法。首先通过DWT方法将单通道振动信号进行小波分解后,利用小波重构函数重构各层分解信号。然后取重构信号的包络信... 为从复合故障信号中提取各故障特征,提出一种离散小波变换(DWT)和约束独立成分分析(CICA)相结合的单通道复合故障诊断方法。首先通过DWT方法将单通道振动信号进行小波分解后,利用小波重构函数重构各层分解信号。然后取重构信号的包络信号作为CICA算法的输入矩阵,基于滚动轴承先验知识建立参考信号,从而分离出轴承各故障信号,提取故障特征。最后,在滚动轴承故障模拟实验台上进行了方法验证。结果表明:该方法可有效分离滚动轴承外圈和滚动体故障,实现了轴承复合故障的诊断。 展开更多

关键词 振动与波 复合故障诊断 约束独立成分分析 离散小波变换 滚动轴承

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基于循环平稳约束的盲信号提取算法 被引量：3

12

作者 樊昀 王翔 +1 位作者 黄知涛 周一宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期978-983,共6页

特定信号提取是通信信号处理中的重要问题。在约束独立分量分析方法的基础上提出了基于循环平稳约束的盲信号提取算法。该算法利用通信信号固有的循环平稳特性作为约束条件,结合独立分量分析的学习过程,同时完成特定目标信号的分离和选... 特定信号提取是通信信号处理中的重要问题。在约束独立分量分析方法的基础上提出了基于循环平稳约束的盲信号提取算法。该算法利用通信信号固有的循环平稳特性作为约束条件,结合独立分量分析的学习过程,同时完成特定目标信号的分离和选取,避免了经典独立分量分析方法提取"无关"源信号的过程。仿真结果表明,相比传统ICA算法,本文算法能有效提取目标源信号且提高了目标源信号的估计精度。 展开更多

关键词 盲信号提取 独立分量分析 约束独立分量分析 循环平稳 不动点ICA

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基于小波阈值和约束独立分量分析的齿轮故障诊断研究 被引量：4

13

作者 韩博跃 郝如江 安雪君 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2019年第4期40-45,88,共7页

为在强噪声下准确利用振动信号进行齿轮故障诊断,提出了基于小波阈值和约束独立成分分析(CICA)相结合的算法。该算法首先对输入信号进行小波阈值降噪预处理,提高了输入信号的信噪比,然后基于齿轮特征频率建立参考信号,将降噪后的信号作... 为在强噪声下准确利用振动信号进行齿轮故障诊断,提出了基于小波阈值和约束独立成分分析(CICA)相结合的算法。该算法首先对输入信号进行小波阈值降噪预处理,提高了输入信号的信噪比,然后基于齿轮特征频率建立参考信号,将降噪后的信号作为CICA的输入信号,利用CICA算法有效分离出齿轮故障信号,识别了故障特征。为了验证该算法的有效性,进行了仿真和实验测试信号分析,结果表明,该算法可以有效提取齿轮故障信号,实现齿轮的故障诊断。 展开更多

关键词 小波阈值 约束独立成分分析 降噪 齿轮故障诊断

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