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基于1DCNN-IWOA-SVM的齿轮箱故障诊断方法研究
1
作者 贾丽臻 雷欣然 李耀华 《机械设计》 北大核心 2025年第7期98-106,共9页
齿轮箱作为航空发动机重要的传动装置,工作环境恶劣,导致振动信号呈多种信息叠加难以区分。针对齿轮箱故障特征难以提取、故障难以识别的问题,提出一种基于一维卷积神经网络结合改进鲸鱼优化支持向量机的航空发动机齿轮箱故障诊断方法,... 齿轮箱作为航空发动机重要的传动装置,工作环境恶劣,导致振动信号呈多种信息叠加难以区分。针对齿轮箱故障特征难以提取、故障难以识别的问题,提出一种基于一维卷积神经网络结合改进鲸鱼优化支持向量机的航空发动机齿轮箱故障诊断方法,实现航空发动机齿轮箱故障快速、精准诊断。使用一维卷积神经通过其内置的卷积和池化对振动信号进行故障特征提取,在鲸鱼优化算法中引入混沌映射、非线性因子和自适应权重对其进行改进;使用改进后的鲸鱼优化算法对支持向量机进行参数寻优,再将一维卷积神经网络提取的故障特征输入到经改进鲸鱼优化参数后的支持向量机中进行故障诊断。仿真结果表明:所提的故障诊断模型对齿轮箱故障具有良好的诊断效果,与其他方法相比效果更好、泛化能力更强。 展开更多
关键词 齿轮箱 故障诊断 一维卷积神经网络 改进鲸鱼优化算法 支持向量机
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基于多尺度排列熵和IWOA-SVM的滚动轴承故障诊断 被引量：9
2
作者 张炎亮 李营 《电子测量技术》 北大核心 2023年第19期29-34,共6页
针对滚动轴承信号表现出的非线性和非平稳性特征问题,合理的特征选择可提高故障诊断率,提出基于多尺度排列熵(MPE)与改进鲸鱼算法(IWOA)优化支持向量机(SVM)的故障诊断模型。首先,通过变分模态分解(VMD)进行信号降噪预处理,计算多尺度... 针对滚动轴承信号表现出的非线性和非平稳性特征问题,合理的特征选择可提高故障诊断率,提出基于多尺度排列熵(MPE)与改进鲸鱼算法(IWOA)优化支持向量机(SVM)的故障诊断模型。首先,通过变分模态分解(VMD)进行信号降噪预处理,计算多尺度排列熵进行信号特征重构;其次,引入惯性动态权重对鲸鱼算法进行改进,通过训练SVM参数,建立IWOA-SVM故障诊断模型;最后用美国凯斯西储大学轴承数据集进行仿真。结果表明,相较于多尺度熵,MPE可表征的故障特征信息更加丰富,故障识别率提高了2.1%;与同类优化算法相比,采用IWOA对SVM进行优化的故障诊断模型,收敛速度快、训练时间短、故障识别精度高,可对滚动轴承进行有效诊断。 展开更多
关键词 滚动轴承故障诊断 多尺度排列熵 惯性动态权重 改进鲸鱼优化算法 支持向量机
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CEEMDAN-FuzzyEn-PPCA与IWOA-SVM优化的轴承故障诊断 被引量：2
3
作者 韩正功 周知进 李玢 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第7期108-113,共6页
针对滚动轴承故障问题,提出一种基于CEEMDAN-FuzzyEn-PPCA的特征提取方法和一种IWOA-SVM优化模型用于轴承故障诊断。首先,使用自适应白噪声的完整集成经验模态分解方法(CEEMDAN)对振动信息进行消噪与分解,得到若干个平稳的IMF模态分量;... 针对滚动轴承故障问题,提出一种基于CEEMDAN-FuzzyEn-PPCA的特征提取方法和一种IWOA-SVM优化模型用于轴承故障诊断。首先,使用自适应白噪声的完整集成经验模态分解方法(CEEMDAN)对振动信息进行消噪与分解,得到若干个平稳的IMF模态分量;其次,提取模糊熵(FuzzyEn)值,进行概率主成分分析(PPCA)特征处理,作为支持向量机(SVM)的输入;最后,在用样本训练SVM时,采用改进鲸鱼优化算法(IWOA)对惩罚参数C和径向基核函数参数σ进行寻优,实现对滚动轴承故障类型的辨识。研究结果表明:与GA-SVM、PSO-SVM、WOA-SVM相比,基于CEEMDANFuzzyEn-PPCA与IWOA-SVM优化的轴承故障诊断模型能以更快的收敛速度和更高的准确率达到全局最优,具有较强的工程实用性。 展开更多
关键词 支持向量机 参数优化 改进鲸鱼优化算法 故障诊断 滚动轴承
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基于IWOA-LSSVM的锂离子电池RUL预测 被引量：5
4
作者 李成 陈球 +2 位作者 于莹莹 陈朝恒 乔苏朋 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期399-411,共13页
锂离子电池剩余使用寿命(Remaining useful life,RUL)的准确预测对于提高电池循环使用寿命,避免安全事故的发生,起着至关重要的作用。为此,提出了一种结合改进鲸鱼优化算法(Improved whale optimization algorithm,IWOA)和最小二乘支持... 锂离子电池剩余使用寿命(Remaining useful life,RUL)的准确预测对于提高电池循环使用寿命,避免安全事故的发生,起着至关重要的作用。为此,提出了一种结合改进鲸鱼优化算法(Improved whale optimization algorithm,IWOA)和最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LSSVM)的锂离子电池RUL预测模型。首先从充放电电压、电流、温度及容量增量(Incremental capacity,IC)数据中分析并构建表征锂离子电池容量衰减的特征参数,利用Spearman和Pearson分析法分析所构建的特征参数与容量间的相关性,分析并筛选出表征容量衰减的两个关键特征参数;其次基于所建立的关键特征参数提出了一种IWOA优化LSSVM的预测模型,其中通过引入正弦函数搜索路径以及自适应权重方法解决了WOA易陷入局部最优解的问题,提高了模型预测精度;最后利用美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)所提供的公开锂离子电池数据集对所建模型进行验证,同时与SVM和WOA-LSSVM模型预测结果进行对比分析。结果表明,当前80次循环数据作为训练集时,所提出的IWOA-LSSVM模型中平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)在0.011 A·h以内,均方根误差(Root mean squared error,RMSE)值在0.013 A·h以内,所提模型估计误差更小,具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命 改进鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机 特征参数
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基于IWOA-LSSVM的管道腐蚀剩余强度预测研究 被引量：3
5
作者 张佳 李林峰 +1 位作者 王浩杰 张挺 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期468-475,共8页
针对管道腐蚀剩余强度的预测问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)-最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)组合算法模型的剩余强度预测方法。首先对管材腐蚀剩... 针对管道腐蚀剩余强度的预测问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)-最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)组合算法模型的剩余强度预测方法。首先对管材腐蚀剩余强度的影响因素进行分析,在此基础上,对LSSVM算法和IWOA进行理论介绍,提出模型的组合方法。以我国某油田的L245N材质管道为例,使用部分管材腐蚀剩余强度及其影响因素数据对组合模型进行训练,对另一部分数据进行预测,以此验证提出的组合模型的准确性及先进性。研究表明,所提出的IWOA-LSSVM模型在预测L245N管材腐蚀剩余强度的过程中,其均方根误差为0.3235%,平均相对误差为2.17%,拟合优度为0.988,三项评价指标均优于PSO-LSSVM模型和WOA-LSSVM模型。因此,使用IWOA-LSSVM模型可以对L245N管材腐蚀剩余强度进行准确预测,进而为L245N管材的维修及更换提供数据支持。 展开更多
关键词 管材腐蚀 剩余强度 改进鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机 L245N材质
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基于SSWT‑GLCM与改进WOA‑SVM的变压器机械故障时频诊断 被引量：1
6
作者 杨义 李晓华 +3 位作者 李俊聪 赵文彬 陈皖皖 夏能弘 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1135-1143,1247,共10页
为进一步提高变压器故障诊断精度,提出一种基于同步压缩小波变换(synchrosqueezed wavelet transform,简称SSWT)-灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,简称GLCM)的变压器机械故障时频诊断方法。首先,利用SSWT对变压器振动信... 为进一步提高变压器故障诊断精度,提出一种基于同步压缩小波变换(synchrosqueezed wavelet transform,简称SSWT)-灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,简称GLCM)的变压器机械故障时频诊断方法。首先,利用SSWT对变压器振动信号进行时频分析,得到能量堆叠密集的二维时频图,有效保留了变压器振动信号的主要特征信息;其次,联合描述区域像素关系的GLCM提取出二维时频图的主要特征信息,为后续故障诊断模型提供有效的特征参数;最后,通过改进鲸鱼算法优化(whale optimization algorithm,简称WOA)对支持向量机(support vector machine,简称SVM)的关键参数进行优化,建立了基于改进WOA-SVM的变压器典型机械故障时频诊断模型。实验结果表明,所构建的改进WOA-SVM故障诊断模型具有较高的识别精度和运算效率,为基于振动信号的变压器机械故障时频诊断提供了技术支撑。 展开更多
关键词 变压器 同步压缩小波变换 灰度共生矩阵 改进鲸鱼算法优化-支持向量机算法 故障分类
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近红外光谱结合改进鲸鱼算法优化模型BAS-WOA-SVR检测藤椒油掺伪 被引量：5
7
作者 许素安 王家祥 刘勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期569-576,共8页
鉴于藤椒油市场良莠不齐,以近红外光谱技术为基础,藤椒油为研究对象,展开对藤椒油掺伪检测研究。首先将纯藤椒油作为基底油,按比例配置掺入大豆油、玉米油、葵花籽油得到油样,采集藤椒油掺伪样品的近红外光谱数据;光谱数据经归一化处理... 鉴于藤椒油市场良莠不齐,以近红外光谱技术为基础,藤椒油为研究对象,展开对藤椒油掺伪检测研究。首先将纯藤椒油作为基底油,按比例配置掺入大豆油、玉米油、葵花籽油得到油样,采集藤椒油掺伪样品的近红外光谱数据;光谱数据经归一化处理后采用标准正态变换(SNV)、多元散射矫正(MSC)进行预处理,然后采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)进行特征数据提取,组合不同预处理算法与特征数据提取算法,通过支持向量机回归(SVR)建立藤椒油掺伪预测模型。结果表明:MSC-CARS-SVR模型校正集和预测集的决定系数(R^(2))最高,校正集R^(2)达到了0.7561,预测集R^(2)达到0.7052;均方根误差(RMSE)最小,校正集RMSE达到0.743,预测集RMSE达到0.794。为了提高模型的准确性,采用鲸鱼算法(WOA)和改进鲸鱼算法(BAS-WOA)优化SVR模型,改进的鲸鱼算法以每一次鲸鱼群的最优鲸鱼作为当前天牛须的出发位置,分别探索左右须前进,计算前进后的目标函数,如果目标函数优于当前最优鲸鱼的值,则用前进后的天牛位置替换鲸鱼位置,进而实现了天牛须算子对鲸鱼算法的改进。用WOA优化SVR模型,相比之下精度最高的为MSC-CARS-WOA-SVR模型,校正集R^(2)达到0.8591,预测集R^(2)达到0.8216;校正集RMSE降低到了0.374,预测集RMSE降低到0.495。相比于传统的SVR模型精度和性能都有较明显提升。用BAS-WOA优化SVR模型,精度最高的是MSC-CARS-BAS-WOA-SVR模型,校正集R^(2)高达0.9551,预测集R^(2)高达0.9439;校正集RMSE降低到了0.054,预测集RMSE降低到0.081。相比于WOA优化算法,BAS-WOA优化的模型精确度和性能都有了进一步提升,模型预测集R^(2)从0.8216提高到0.9439,预测集RMSE从0.495降低为0.081。鲸鱼算法优化SVR模型容易陷入局部极值和收敛速度问题,改进的鲸鱼算法通过天牛须算法的左右须探寻来改进鲸鱼算法不足,从而提升算法的全局寻优能力。研究表明近红外光谱技术结合智能优化算法能有效识别藤椒油掺伪。 展开更多
关键词 近红外光谱 藤椒油 改进鲸鱼算法(BAS-WOA) 支持向量机回归(SVR) 掺伪
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基于MFF与IWOA-LSSVM的电机轴承故障诊断研究 被引量：5
8
作者 董程阳 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第6期806-812,共7页
针对电机轴承故障诊断过程中,存在种种困难的问题,提出了一种基于多特征融合(MFF)与改进鲸鱼优化算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的电机轴承状态诊断方法。首先,利用Sobol序列去初始化算法种群,在算法种群搜索过程中加入了莱... 针对电机轴承故障诊断过程中,存在种种困难的问题,提出了一种基于多特征融合(MFF)与改进鲸鱼优化算法(IWOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的电机轴承状态诊断方法。首先,利用Sobol序列去初始化算法种群,在算法种群搜索过程中加入了莱维飞行策略,并在WOA算法位置更新公式中添加了惯性权重;然后,提取了电机轴承振动信号的小波包能量特征、平均值和峭度,并将以上电机轴承振动信号特征作为算法的输入;最后,为了验证基于MFF与IWOA-LSSVM的电机轴承诊断方法的有效性,分别以单独使用小波包能量特征作为算法输入,以及小波包能量特征和时域特征共同作为算法输入,进行了两组相关的电机轴承状态识别对比实验。研究结果表明:相比于单一小波包能量特征,采用多特征融合能更全面地反映电机轴承真实运行状态;相比于PSO、GA算法,基于WOA算法可以更有效地避免局部最优;相比于基本WOA算法,改进后的WOA算法可以更有效地避免局部最优;相比于其他电机轴承状态识别算法,IWOA-LSSVM算法的分类性能更优,对电机轴承状态识别率达到99.5%。 展开更多
关键词 电机轴承 故障诊断 多特征融合 改进鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机
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基于IWOA-LSSVM的联合收割机装配质量检测研究 被引量：3
9
作者 马毅臻 赵思夏 +1 位作者 徐立友 陈小亮 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第6期742-750,共9页
目前联合收割机的装配质量检测缺乏有效手段,且现有方法的检测精度也比较低,针对这些问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机(IWOA-LSSVM)的联合收割机装配质量检测方法。首先,针对鲸鱼优化算法(WOA)搜索能力弱、易... 目前联合收割机的装配质量检测缺乏有效手段,且现有方法的检测精度也比较低,针对这些问题,提出了一种基于改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机(IWOA-LSSVM)的联合收割机装配质量检测方法。首先,针对鲸鱼优化算法(WOA)搜索能力弱、易早熟等特点,引入余弦控制因子和正弦时变自适应权重对其进行了改进,使用基准测试函数验证了算法的一般适应性;然后,通过互补集合经验模态分解(CEEMD)对信号进行了降噪分解,提取了各分量信息熵和时频域特征,构建了其融合特征集;最后,建立了基于IWOA-LSSVM-CEEMD的联合收割机装配质量检测模型,并将其在东方红4LZ-9A2联合收割机上进行了试验,以验证检测模型的有效性;将该方法与其他方法进行了对比分析。研究结果表明:所提方法平均预测准确率达到91.3%,与未改进的方法相比提升7%,平均预测准确率的标准差降低0.68%;该结果验证了所提方法在联合收割机装配质量检测方面的优越性。 展开更多
关键词 农业机械 机械装配质量检测 改进的鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机 互补集合经验模态分解 信号降噪分解
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敬告读者——《光谱学与光谱分析》已全文上网
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作者 无 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期576-576,共1页
从2008年第7期开始在《光谱学与光谱分析》网站(www.gpxygpfx.com)“在线期刊”栏内发布《光谱学与光谱分析》期刊全文,读者可方便地免费下载摘要和PDF全文,欢迎浏览、检索本刊当期的全部内容;并陆续刊出自2004年以后出版的各期摘要和PD... 从2008年第7期开始在《光谱学与光谱分析》网站(www.gpxygpfx.com)“在线期刊”栏内发布《光谱学与光谱分析》期刊全文,读者可方便地免费下载摘要和PDF全文,欢迎浏览、检索本刊当期的全部内容;并陆续刊出自2004年以后出版的各期摘要和PDF全文内容。2009年起《光谱学与光谱分析》每期出版日期改为每月1日。 展开更多
关键词 免费下载 敬告读者 PDF 全文上网 在线期刊 检索 《光谱学与光谱分析》 .com
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