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基于鲸鱼算法优化特征模态分解的滚动轴承复合故障诊断方法
1
作者
徐帅
张超
《机电工程》
北大核心
2025年第8期1440-1449,共10页
针对特征模态分解(FMD)在处理复合故障时参数难以选取的问题,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化FMD的滚动轴承复合故障诊断方法。首先,基于信号频谱能量和模态分布,设计了一个综合评价指标——自适应加权频域峰度与交叉信息熵的比值...
针对特征模态分解(FMD)在处理复合故障时参数难以选取的问题,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化FMD的滚动轴承复合故障诊断方法。首先,基于信号频谱能量和模态分布,设计了一个综合评价指标——自适应加权频域峰度与交叉信息熵的比值,并将其作为目标函数,该指标不仅能够精准捕捉信号的故障特征,还能在分解过程中平衡各模态之间的关系;然后,利用WOA对FMD中的两个关键参数(即模态数n和滤波器长度L)进行了自适应优化,以调整到最佳值,确保FMD分解结果既能充分提取故障特征,又能有效抑制噪声干扰;最后,基于内蒙古科技大学机械工程学院的HZXT-DS-003双跨转子滚动轴承试验平台,构建了涵盖多种复合故障模式的轴承数据集,并进行了实验分析。仿真与实验研究结果表明:该方法在噪声抑制方面表现出色,能够有效识别复合故障中相对较弱的故障特征频率,从而显著提升了滚动轴承复合故障诊断的准确性和可靠性;此外,通过将该方法与对比方法进行了多方面的定性和定量对比分析,进一步验证了该方法的优越性。可见基于WOA优化FMD的故障诊断方法可以对滚动轴承复合故障进行有效诊断。
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关键词
滚动轴承故障诊断
特征模态分解
鲸鱼优化算法
自适应加权频域峰度与交叉信息熵比值
故障特征提取
噪声干扰抑制
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职称材料
融合多特征信息与GWO-SVM的机械关键设备故障诊断
2
作者
宋玲玲
王琳
+1 位作者
钟丽
李晨曦
《机械设计与制造》
北大核心
2024年第11期116-121,共6页
为了提高机械关键设备故障诊断的精度,建立机械关键设备故障诊断模型。文章提出一种融合机械关键设备故障信号多特征信息与灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization Algorithm,GWO)改进支持向量机(Support Vector Machine,SVM)(GWO-SVM)的...
为了提高机械关键设备故障诊断的精度,建立机械关键设备故障诊断模型。文章提出一种融合机械关键设备故障信号多特征信息与灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization Algorithm,GWO)改进支持向量机(Support Vector Machine,SVM)(GWO-SVM)的机械关键设备故障诊断模型。首先,提取机械关键设备故障信号的时域特征、频域特征和多尺度加权排列熵特征,分别对比不同特征的机械关键设备故障诊断结果。其次,为提高SVM模型性能,运用GWO算法对SVM模型的惩罚参数P和核函数参数g进行优化选择,提出一种融合多特征信息与GWO-SVM的机械设备故障诊断模型。与GA-SVM、PSO-SVM和SVM相比,基于GWO-SVM的机械设备故障诊断模型的诊断精度最高。这里算法可以有效提高机械关键设备故障诊断正确率,为机械关键设备故障诊断提供了新的方法。
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关键词
时域特征
灰狼优化算法
支持向量机
频域特征
多尺度加权排列熵
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职称材料
新变异DNA遗传人工鱼群优化DNA序列的多模算法
被引量:
1
3
作者
郭业才
王惠
吴华鹏
《科学技术与工程》
北大核心
2016年第3期66-71,共6页
为了提高多模信号的均衡效果,提出一种新变异DNA遗传人工鱼群优化DNA序列的频域加权多模算法(nm DNAGAFS-DNA-FWMMA)。该算法利用新型变异DNA遗传人工鱼群算法收敛速度快和全局搜索能力强的优点,通过DNA约束模型和代价函数来寻找最优DN...
为了提高多模信号的均衡效果,提出一种新变异DNA遗传人工鱼群优化DNA序列的频域加权多模算法(nm DNAGAFS-DNA-FWMMA)。该算法利用新型变异DNA遗传人工鱼群算法收敛速度快和全局搜索能力强的优点,通过DNA约束模型和代价函数来寻找最优DNA序列,将该序列解码后作为频域加权多模算法(FWMMA)初始最优权向量,以提高收敛速度并减小剩余均方误差。仿真结果表明,nm DNAG-AFS-DNA-FWMMA的收敛速度快、均方误差小。
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关键词
频域加权多模算法
人工鱼群算法
新型变异DNA遗传算法
DNA序列
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职称材料
基于改进贝叶斯算法的黏滑振动等级评估研究
被引量:
1
4
作者
邓杨林
李玉梅
+3 位作者
张涛
郭鹤
石广远
陈学勇
《石油机械》
北大核心
2023年第11期27-33,共7页
黏滑振动会导致钻井效率降低,是影响钻头和井下工具寿命的重要因素。为了评估黏滑振动严重程度,通过对井下近钻头测量参数与地面录井参数的综合分析,得到了衡量黏滑振动等级指标。通过对近钻头测量参数进行时频域分析,采用主成分分析法(...
黏滑振动会导致钻井效率降低,是影响钻头和井下工具寿命的重要因素。为了评估黏滑振动严重程度,通过对井下近钻头测量参数与地面录井参数的综合分析,得到了衡量黏滑振动等级指标。通过对近钻头测量参数进行时频域分析,采用主成分分析法(PCA),建立了一种基于差分演化算法的属性加权朴素贝叶斯(DE-AWNB)改进模型,在朴素贝叶斯分类算法中加入属性权重,通过属性加权法估计后验概率,利用差分演化算法寻找最优权重属性。试验结果表明,DE-AWNB算法的分类精度可达92.38%,收敛时间可达4.95 s。改进贝叶斯算法在黏滑振动等级评估工程应用上明显优于传统贝叶斯算法、随机森林法和遗传算法属性加权朴素贝叶斯(GA-AWNB)算法。将该模型应用于实际钻井工程,能够有效提高黏滑振动识别水平,提高钻井效率。
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关键词
黏滑振动
等级评估
差分演化算法
属性加权朴素贝叶斯
时频域分析
近钻头
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职称材料
题名
基于鲸鱼算法优化特征模态分解的滚动轴承复合故障诊断方法
1
作者
徐帅
张超
机构
内蒙古科技大学机械工程学院
内蒙古自治区机电系统智能诊断与控制重点实验室
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第8期1440-1449,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52365014)
中央引导地方科技发展资金资助项目(2022ZY0221)
+1 种基金
内蒙古自治区重点研发和成果转化计划项目(2023YFSW0003)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(2024YXXS045)。
文摘
针对特征模态分解(FMD)在处理复合故障时参数难以选取的问题,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化FMD的滚动轴承复合故障诊断方法。首先,基于信号频谱能量和模态分布,设计了一个综合评价指标——自适应加权频域峰度与交叉信息熵的比值,并将其作为目标函数,该指标不仅能够精准捕捉信号的故障特征,还能在分解过程中平衡各模态之间的关系;然后,利用WOA对FMD中的两个关键参数(即模态数n和滤波器长度L)进行了自适应优化,以调整到最佳值,确保FMD分解结果既能充分提取故障特征,又能有效抑制噪声干扰;最后,基于内蒙古科技大学机械工程学院的HZXT-DS-003双跨转子滚动轴承试验平台,构建了涵盖多种复合故障模式的轴承数据集,并进行了实验分析。仿真与实验研究结果表明:该方法在噪声抑制方面表现出色,能够有效识别复合故障中相对较弱的故障特征频率,从而显著提升了滚动轴承复合故障诊断的准确性和可靠性;此外,通过将该方法与对比方法进行了多方面的定性和定量对比分析,进一步验证了该方法的优越性。可见基于WOA优化FMD的故障诊断方法可以对滚动轴承复合故障进行有效诊断。
关键词
滚动轴承故障诊断
特征模态分解
鲸鱼优化算法
自适应加权频域峰度与交叉信息熵比值
故障特征提取
噪声干扰抑制
Keywords
rolling bearing fault diagnosis
feature mode decomposition(FMD)
whale optimization
algorithm
(WOA)
ratio of self-adaptive
weighted
frequency
domain
kurtosis to cross information entropy
fault feature extraction
noise interference suppression
分类号
TH133.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
融合多特征信息与GWO-SVM的机械关键设备故障诊断
2
作者
宋玲玲
王琳
钟丽
李晨曦
机构
烟台职业学院电气与电子工程系
鲁东大学信息与电气工程学院
山东理工大学机械工程学院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2024年第11期116-121,共6页
基金
山东省2021年度职业教育教学改革研究项目(2021119)。
文摘
为了提高机械关键设备故障诊断的精度,建立机械关键设备故障诊断模型。文章提出一种融合机械关键设备故障信号多特征信息与灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization Algorithm,GWO)改进支持向量机(Support Vector Machine,SVM)(GWO-SVM)的机械关键设备故障诊断模型。首先,提取机械关键设备故障信号的时域特征、频域特征和多尺度加权排列熵特征,分别对比不同特征的机械关键设备故障诊断结果。其次,为提高SVM模型性能,运用GWO算法对SVM模型的惩罚参数P和核函数参数g进行优化选择,提出一种融合多特征信息与GWO-SVM的机械设备故障诊断模型。与GA-SVM、PSO-SVM和SVM相比,基于GWO-SVM的机械设备故障诊断模型的诊断精度最高。这里算法可以有效提高机械关键设备故障诊断正确率,为机械关键设备故障诊断提供了新的方法。
关键词
时域特征
灰狼优化算法
支持向量机
频域特征
多尺度加权排列熵
Keywords
Time
domain
Feature
Grey Wolf Optimization
algorithm
Support Vector Machine
frequency
domain
Feature
Multi-Scale
weighted
Permutation Entropy
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TP391 [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
新变异DNA遗传人工鱼群优化DNA序列的多模算法
被引量:
1
3
作者
郭业才
王惠
吴华鹏
机构
南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室
南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2016年第3期66-71,共6页
基金
全国优秀博士论文作者专项资金(200753)项目
江苏省高校自然科学基金(13KJA510001)重大项目
+2 种基金
高校科研成果产业化推进项目(JHB 2012-9)项目
江苏省六大人才高峰项目(2008026)
江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(SJZZ_0110,SJZZ_0111)资助
文摘
为了提高多模信号的均衡效果,提出一种新变异DNA遗传人工鱼群优化DNA序列的频域加权多模算法(nm DNAGAFS-DNA-FWMMA)。该算法利用新型变异DNA遗传人工鱼群算法收敛速度快和全局搜索能力强的优点,通过DNA约束模型和代价函数来寻找最优DNA序列,将该序列解码后作为频域加权多模算法(FWMMA)初始最优权向量,以提高收敛速度并减小剩余均方误差。仿真结果表明,nm DNAG-AFS-DNA-FWMMA的收敛速度快、均方误差小。
关键词
频域加权多模算法
人工鱼群算法
新型变异DNA遗传算法
DNA序列
Keywords
frequency domain weighted multi-modulus algorithm
artificial fish swarm
algorithm
novel mutation DNA genetic
algorithm
DNA sequence
分类号
TN911.7 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于改进贝叶斯算法的黏滑振动等级评估研究
被引量:
1
4
作者
邓杨林
李玉梅
张涛
郭鹤
石广远
陈学勇
机构
北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室
现代测控技术教育部重点实验室
中国石油天然气股份有限公司华北油田公司第三采油厂
出处
《石油机械》
北大核心
2023年第11期27-33,共7页
基金
国家自然科学基金重大科研仪器项目“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(52227804)
国家自然科学基金面上项目“底部钻具高频扭转振动响应机理及识别方法研究”(52274003)
+1 种基金
国家自然科学基金青年基金项目“干热岩储层双重介质射孔簇内复杂多裂缝起裂及扩展机理研究”(52104001)
北京市教育委员会科学研究计划项目(KM202111232004)。
文摘
黏滑振动会导致钻井效率降低,是影响钻头和井下工具寿命的重要因素。为了评估黏滑振动严重程度,通过对井下近钻头测量参数与地面录井参数的综合分析,得到了衡量黏滑振动等级指标。通过对近钻头测量参数进行时频域分析,采用主成分分析法(PCA),建立了一种基于差分演化算法的属性加权朴素贝叶斯(DE-AWNB)改进模型,在朴素贝叶斯分类算法中加入属性权重,通过属性加权法估计后验概率,利用差分演化算法寻找最优权重属性。试验结果表明,DE-AWNB算法的分类精度可达92.38%,收敛时间可达4.95 s。改进贝叶斯算法在黏滑振动等级评估工程应用上明显优于传统贝叶斯算法、随机森林法和遗传算法属性加权朴素贝叶斯(GA-AWNB)算法。将该模型应用于实际钻井工程,能够有效提高黏滑振动识别水平,提高钻井效率。
关键词
黏滑振动
等级评估
差分演化算法
属性加权朴素贝叶斯
时频域分析
近钻头
Keywords
stick-slip vibration
grade evaluation
differential evolution
algorithm
attribute
weighted
naive Bayes
time-
frequency
domain
analysis
near-bit
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于鲸鱼算法优化特征模态分解的滚动轴承复合故障诊断方法
徐帅
张超
《机电工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
融合多特征信息与GWO-SVM的机械关键设备故障诊断
宋玲玲
王琳
钟丽
李晨曦
《机械设计与制造》
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
新变异DNA遗传人工鱼群优化DNA序列的多模算法
郭业才
王惠
吴华鹏
《科学技术与工程》
北大核心
2016
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于改进贝叶斯算法的黏滑振动等级评估研究
邓杨林
李玉梅
张涛
郭鹤
石广远
陈学勇
《石油机械》
北大核心
2023
1
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职称材料
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