基于SSWT和SE改进LSKNet的航空发动机中介轴承智能诊断研究

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作者 郑煜 赵俊豪 +3 位作者 王凯 张弛 王英 齐加晖 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2181-2188,共8页

针对航空发动机中介轴承振动信号在强噪声和多尺度耦合特性下故障特征提取困难的问题,提出了一种基于同步压缩小波变换(SSWT)与改进的大的可选择卷积核网络(LSKNet)的智能诊断方法。首先,采用了SSWT对振动信号进行了时频能量重分配,生... 针对航空发动机中介轴承振动信号在强噪声和多尺度耦合特性下故障特征提取困难的问题,提出了一种基于同步压缩小波变换(SSWT)与改进的大的可选择卷积核网络(LSKNet)的智能诊断方法。首先,采用了SSWT对振动信号进行了时频能量重分配,生成了高分辨率时频图像,克服了传统连续小波变换(CWT)因海森堡不确定性原理导致的时频分辨率不足和模态混叠问题;然后,设计了LSKNet主干中嵌入通道注意力模块的改进LSKNet,构建了动态“压缩-激励”(SE)机制,强化了多尺度特征交互,提升了复杂故障模式的区分能力;最后,进行了基于哈尔滨工业大学实测中介轴承数据集的实验验证,涵盖了不同转速、故障类型及故障程度的中介轴承工况,并开展了消融实验与样本对照分析;实验中,以1024点长度切片划分样本,采用Adam优化器,初始学习率为3.000×10-4,训练50轮后收敛。研究结果表明:改进模型在测试集的准确率达99.88%;消融实验进一步验证了SE模块的贡献;SSWT预处理相较CWT、S变换(ST)等方法,在训练效率和分类性能上均表现最优。该方法在强噪声环境下针对多工况轴承故障诊断具有鲁棒性,为航空发动机关键部件的智能诊断提供了有效解决方案。 展开更多

关键词 航空发动机 中介轴承 同步压缩小波变换 压缩-激励 大的可选择卷积核网络 连续小波变换 S变换

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变速工况下基于WSST的地铁钢轨波磨检测 被引量：4

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作者 王思维 姚德臣 +1 位作者 杨建伟 魏明辉 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第16期7080-7086,共7页

地铁列车由于制动和启动较为频繁会出现钢轨波磨,对列车运行造成安全隐患,有效地检测变速工况下钢轨波磨的产生有助于提升地铁轨道车辆的安全性和运营舒适性。利用多体动力学仿真软件SIMPACK构建地铁车辆动力学分析模型,并将钢轨波磨仿... 地铁列车由于制动和启动较为频繁会出现钢轨波磨,对列车运行造成安全隐患,有效地检测变速工况下钢轨波磨的产生有助于提升地铁轨道车辆的安全性和运营舒适性。利用多体动力学仿真软件SIMPACK构建地铁车辆动力学分析模型,并将钢轨波磨仿真信号输入轨道,以获得变速工况下的轴箱加速度数据。针对变速工况下波磨产生的非平稳调频信号,采用优化的同步压缩连续小波变换(wavelet synchrosqueezing transform,WSST)的方法对该数据进行时频分析。通过使用钢轨波磨仿真信号进行分析验证,结果表明:所提出的诊断方法可以有效对牵引及制动工况下的钢轨波磨进行诊断,实现故障频率的准确定位,且具有较高的频率分辨率以及抗干扰性能,具有一定的普适应用价值。 展开更多

关键词 轨道车辆 钢轨波磨 轴箱振动加速度 同步压缩连续小波变换(wsst) 检测数据分析

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基于CWT和CNN-BiLSTM的散绕同步电机定子绕组短路故障检测方法 被引量：6

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作者 于跃强 陈宇 +2 位作者 赵仲勇 宫小宇 唐超 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2166-2176,共11页

近年来,基于脉冲频率响应法(impulse frequency response analysis,IFRA)的神经网络模型已被证实能够有效检测定子绕组故障。然而,这些模型普遍具有鲁棒性不强、抗噪能力差等特点,究其原因是大多数的模型采用简单的神经网络架构且常规的... 近年来,基于脉冲频率响应法(impulse frequency response analysis,IFRA)的神经网络模型已被证实能够有效检测定子绕组故障。然而,这些模型普遍具有鲁棒性不强、抗噪能力差等特点,究其原因是大多数的模型采用简单的神经网络架构且常规的IFRA普遍采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)对暂态信号进行时频变换,而FFT并不适合处理暂态突变的非平稳信号。文中以散绕结构的同步电机定子绕组为检测对象,采用连续小波变换(continual wavelet transform,CWT)代替FFT处理IFRA的暂态信号,并基于一维卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)构建CNN-BiLSTM模型对采用CWT变换之后的信号进行故障检测。实验结果表明:采用CWT处理后的频域序列作为该模型的输入,相较于其它结构单一的模型,其平均准确率最优且高达99.01%。噪声对比实验表明:采用CWT变换后的数据能使故障诊断模型的鲁棒性及泛化性更强。 展开更多

关键词 同步电机 定子绕组 脉冲频率响应法 小波变换 CNN-BiLSTM

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基于连续小波变换和模型无关元学习的压燃式活塞发动机气门故障诊断研究 被引量：3

4

作者 何鹏飞 黄国勇 阮爱国 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期57-63,71,共8页

针对压燃式活塞发动机缸盖表面振动信号样本少及传统故障诊断方法特征提取和选择困难的问题,提出了一种基于连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)和模型无关元学习(model agnostic meta learning,MAML)的压燃式活塞发动机气... 针对压燃式活塞发动机缸盖表面振动信号样本少及传统故障诊断方法特征提取和选择困难的问题,提出了一种基于连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)和模型无关元学习(model agnostic meta learning,MAML)的压燃式活塞发动机气门间隙异常故障诊断方法。通过将CWT的特征提取能力和MAML的快速学习能力相结合搭建故障诊断模型。试验结果表明该方法能有效识别气门间隙故障,并且其准确率高于传统基于CWT和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的故障诊断方法。通过跨域故障对比试验,研究了不同气门故障类型对模型诊断能力的影响,验证了该方法在解决小样本和跨域故障问题时具有更高的准确率和泛化能力。 展开更多

关键词 压燃式活塞发动机 故障诊断 连续小波变换 元学习

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三峡升船机齿条模型试验及状态监测方案研究

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作者 曹毅 王可 +2 位作者 李伟雄 胡吉祥 石端伟 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期156-163,共8页

三峡升船机采用齿轮齿条爬升式垂直升船机型式,其中齿条作为升船机船厢升降运行的传动设备,其设备安全可靠性对升船机的稳定运行至关重要,为其设置智能状态监测系统十分必要。通过小比例试验台,对齿轮有可能出现的缺陷与不良工况进行模... 三峡升船机采用齿轮齿条爬升式垂直升船机型式,其中齿条作为升船机船厢升降运行的传动设备,其设备安全可靠性对升船机的稳定运行至关重要,为其设置智能状态监测系统十分必要。通过小比例试验台,对齿轮有可能出现的缺陷与不良工况进行模拟试验,并采用基于同步压缩小波变换时频谱切片的分析方法及门控循环神经网络的故障诊断方法,进行齿条不良润滑、齿面点蚀与齿根裂纹故障信号的采集与识别。以试验结果为依据,提出了三峡升船机齿条状态监测和故障诊断方案,为三峡升船机齿条状态监测和故障诊断方案的现场实施奠定了良好基础。 展开更多

关键词 齿轮齿条 状态监测 同步压缩小波变换 门控循环神经网络 故障诊断

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自适应小波压缩算法在连续录波装置中应用 被引量：5

6

作者 康忠健 樊建川 徐丽 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期116-119,124,共5页

针对连续录波海量数据的存储和对称电力系统故障持续时间短的运行特点,基于Clark变换和小波变换提出了一种自适应录波数据压缩技术以解决连续录波中的海量数据存储与存储设备安全和容量之间的矛盾。根据小波变换最大比例系数区分出正常... 针对连续录波海量数据的存储和对称电力系统故障持续时间短的运行特点,基于Clark变换和小波变换提出了一种自适应录波数据压缩技术以解决连续录波中的海量数据存储与存储设备安全和容量之间的矛盾。根据小波变换最大比例系数区分出正常数据与故障数据,对故障数据利用小波分解和自适应阈值处理同Lz77相结合的方法直接进行自适应小波压缩存储,对于非故障数据则在Clark变换基础上再进行自适应小波压缩存储,以提高数据压缩效率。应用Simulink仿真模拟输电线路的正常和故障运行2种情况对所提出的压缩算法的有效性进行验证。仿真数据表明所提出的压缩方法比不进行数据区分压缩算法的压缩率更高,可有效地解决连续录波器中海量数据的存储与设备容量之间的矛盾。 展开更多

关键词 连续录波 数据压缩 Clark变换 自适应阔值 小波变换

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抗裁剪的DWT域CDMA扩频图像水印(英文) 被引量：4

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作者 方艳梅 吴绍权 黄继武 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期442-448,共7页

提出一种具有抗裁剪自同步性能的DWT(Discrete Wavelet Transform)域DS-CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access)扩频图像水印算法。该算法具有如下特点:1)在嵌入过程中,首先对水印数据进行CDMA扩频编码;在DWT的LL3子带隐... 提出一种具有抗裁剪自同步性能的DWT(Discrete Wavelet Transform)域DS-CDMA(Direct Sequence Code Division Multiple Access)扩频图像水印算法。该算法具有如下特点:1)在嵌入过程中,首先对水印数据进行CDMA扩频编码;在DWT的LL3子带隐藏水印信息的同时,按一定结构模式嵌入同步信号,使水印具有自同步能力;2)在水印的盲检测过程中,先搜索同步信息并对任意裁剪攻击后的图像进行准确定位,再进行CDMA解码检测出水印信息。算法利用DWT的时频局部特性,有效地提高在变换域内搜索同步信号的效率。实验证明,采用本算法生成的水印信息不仅对JPEG(Joint Picture Expert Group)压缩、Gaussian噪声攻击等具有很好的稳健性,特别在抗裁剪攻击方面有比较明显的效果。 展开更多

关键词 图像水印 CDMA DWT 自同步 抗裁剪

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基于压缩感知的电能质量数据压缩技术研究 被引量：4

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作者 纪萍 陈玲 胡娟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第11期1747-1751,共5页

电能质量数据采集具有采样频率高,监测时间长的特点。有效的对电能质量数据进行压缩是非常有必要的。现有的数据采样压缩方法,是基于奈奎斯特采样定理,具有采集数据量大,压缩效果差的缺点。文中引用新的压缩方法-压缩感知理论,突破传统... 电能质量数据采集具有采样频率高,监测时间长的特点。有效的对电能质量数据进行压缩是非常有必要的。现有的数据采样压缩方法,是基于奈奎斯特采样定理,具有采集数据量大,压缩效果差的缺点。文中引用新的压缩方法-压缩感知理论,突破传统的采用定理的限制,将采样和压缩结合在一起,大幅降低了数据采样量。该方法针对电能质量数据特点,采用傅里叶稀疏基和OMP重构算法进行数据压缩重构。通过与小波变换技术进行仿真对比显示,其不仅能有效对数据进行压缩,并且数据压缩的性能指标有了很大的提高,为电力系统数据压缩提供了新的分析处理方法。 展开更多

关键词 压缩感知 小波变换 稀疏基 正交匹配追踪算法

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高铁地震信号时频特征对比分析 被引量：10

9

作者 包乾宗 许杰 许明瑞 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期805-812,共8页

利用同步挤压小波变换方法,对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明,高铁在经过高架桥时,在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性,... 利用同步挤压小波变换方法,对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明,高铁在经过高架桥时,在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性,可以确定高铁运行速度的变化。 展开更多

关键词 高铁地震 时频分析 同步挤压小波变换 分立谱

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齿轮裂纹早期诊断方法研究 被引量：1

10

作者 万在红 王细洋 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第5期63-70,共8页

选用Morlet小波基函数,将连续小波变换分别应用于时域同步平均信号和齿轮啮合残余信号。对比分析了正常齿轮、微小裂纹齿轮和破损齿轮的小波功率谱和最大小波功率谱,发现齿轮啮合残余信号的小波功率谱和最大小波功率谱对微小裂纹较敏感... 选用Morlet小波基函数,将连续小波变换分别应用于时域同步平均信号和齿轮啮合残余信号。对比分析了正常齿轮、微小裂纹齿轮和破损齿轮的小波功率谱和最大小波功率谱,发现齿轮啮合残余信号的小波功率谱和最大小波功率谱对微小裂纹较敏感,能较早地诊断齿轮裂纹的出现。提取小波功率最大值及其与平均值的比值,作为诊断齿轮裂纹出现和进展的量化指标,并作了分析验证。对比分析了齿轮振动时域同步平均信号和啮合残余信号的时域波形和傅立叶频谱,均不能及时诊断微小裂纹。 展开更多

关键词 齿轮传动 故障诊断 连续小波变换 啮合残余信号 时域同步平均信号

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EWT-FastICA在内燃机振动信号识别中的应用 被引量：3

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作者 史嘉伟 伍星 +1 位作者 刘韬 杨启超 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期741-748,共8页

内燃机广泛应用于工程、动力等领域,然而内燃机因燃烧和机械运动引起的冲击与振动导致其减振降噪一直是研究的热点,而如何准确识别振源则是减振的前提。本文针对振源盲分离时观测信号不少于源信号数目要求不易满足的问题,利用经验小波变... 内燃机广泛应用于工程、动力等领域,然而内燃机因燃烧和机械运动引起的冲击与振动导致其减振降噪一直是研究的热点,而如何准确识别振源则是减振的前提。本文针对振源盲分离时观测信号不少于源信号数目要求不易满足的问题,利用经验小波变换(Empirical wavelet transform,EWT)结合快速独立成分分析(Fast independent component analysis,FastICA)实现对内燃机振源信号的识别。首先使用时域同步平均法对内燃机缸盖的振动信号进行预处理,然后进行经验小波变换,之后再利用皮尔逊相关系数选择有效经验模态分量作为快速独立成分分析(FastICA)的输入,最终分离结果表明:该方法可以有效地从内燃机缸盖振动信号中识别出燃烧信号和气阀机构开启时的气体冲击信号。 展开更多

关键词 内燃机 时域同步平均 经验小波变换 快速独立成分分析 连续小波变换

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基于同步压缩小波变换的检测锚杆参数方法 被引量：2

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作者 董佳琦 刘怡明 +1 位作者 王明明 孙晓云 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第1期79-83,102,共6页

时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排... 时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排列,不仅提升时频的分辨率,而且还能实现信号重构。将此方法应用于分析锚杆质量检测数据,与传统的EEMD方法对比表明,SWT能够较为准确地描述信号的频率构成且重构的信号有较好的降噪效果。 展开更多

关键词 磁致伸缩导波 同步压缩小波变换 锚杆检测 时频聚集性

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基于SWT的GIS电压互感器二次侧干扰分析 被引量：5

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作者 吴贤强 邹志杨 +2 位作者 颜伟 周华良 刘兴发 《电力工程技术》 北大核心 2021年第6期134-140,共7页

特快速暂态过电压(VFTO)是气体绝缘变电站(GIS)中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1000 kV GIS的电压互感... 特快速暂态过电压(VFTO)是气体绝缘变电站(GIS)中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1000 kV GIS的电压互感器(PT)二次侧共模干扰进行现场实测。接着,对比了5种时频分析方法的性能,采用其中性能较优的同步压缩小波变换(SWT)对实测波形进行了时频分析。实测结果表明:PT二次侧的共模干扰电压峰峰值最高可达9.65 kV。微脉冲的时频分析结果表明:7.8 MHz频率分量幅值高,且贯穿波形的始终,是PT二次侧干扰的主导频率分量。该分析结果可为GIS中二次设备的电磁抗扰度测试和电磁防护设计提供参考。 展开更多

关键词 气体绝缘变电站(GIS) 特快速暂态过电压(VFTO) 电压互感器(PT) 隔离开关 同步压缩小波变换(SWT) 时频特性

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基于微服务架构的电力信息系统全链路监控技术 被引量：19

14

作者 张华兵 周英耀 +1 位作者 徐磊 石宏宇 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第4期409-414,共6页

针对电力信息系统的单体架构处理信息量较小,无法全面监测电网链路信息的问题,提出基于微服务架构的电力信息系统的全链路监控技术.利用压缩感知算法建立测量与感知矩阵,完成信号重构;采集全链路信息,使用连续小波变换方法对监控信号降... 针对电力信息系统的单体架构处理信息量较小,无法全面监测电网链路信息的问题,提出基于微服务架构的电力信息系统的全链路监控技术.利用压缩感知算法建立测量与感知矩阵,完成信号重构;采集全链路信息,使用连续小波变换方法对监控信号降噪处理.构建微服务架构,通过纵向与横向两个维度实现全链路监控.实验结果表明,该方法监控到结果和人工注入的异常数据包数量完全一致,能够实时、准确地监控电力信息系统线路中的电流及电压数据. 展开更多

关键词 微服务架构 电力信息系统 全链路监控 连续小波变换 压缩感知 信号重构 测量矩阵 监控精度

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柴油机油底壳动态特性识别研究 被引量：5

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作者 孟浩东 赵景波 +3 位作者 戴旭东 张忠 徐毅 吴龙图 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2022年第6期261-266,共6页

以某型单缸柴油机油底壳为研究对象,融合同步压缩小波变换法、1/3倍频程谱法及模态分析法的优势,识别其结构动态特性。首先,在标定工况下选用同步压缩小波变换法提取油底壳振动响应的时频特征,结合近场声压1/3倍频程谱法分析油底壳噪声... 以某型单缸柴油机油底壳为研究对象,融合同步压缩小波变换法、1/3倍频程谱法及模态分析法的优势,识别其结构动态特性。首先,在标定工况下选用同步压缩小波变换法提取油底壳振动响应的时频特征,结合近场声压1/3倍频程谱法分析油底壳噪声的辐射特性,获得油底壳结构动态响应与其辐射噪声的关联特性;然后,基于试验与仿真相结合的模态分析法识别油底壳的模态特性,确定导致油底壳结构声振特性变差的薄弱环节;最后,采取加强筋改进设计措施提高薄弱结构刚度,优化结构动态特性。仿真计算结果可指导控制油底壳结构的声振特性。 展开更多

关键词 单缸柴油机 油底壳 同步压缩小波变换 模态分析 动态特性

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