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基于GWO-LMS-RSSD的旋转机械耦合故障分离及特征强化方法
1
作者
许文
施卫华
+3 位作者
李红钢
华如南
刘厚林
董亮
《机电工程》
北大核心
2025年第4期677-685,共9页
针对旋转机械耦合故障中较弱故障易被较强故障淹没及噪声干扰严重的问题,提出了基于灰狼优化算法(GWO)的自适应滤波最小均方(LMS)算法,结合共振稀疏分解(RSSD)的耦合故障特征分离及强化方法。首先,采用自适应滤波LMS算法对耦合故障信号...
针对旋转机械耦合故障中较弱故障易被较强故障淹没及噪声干扰严重的问题,提出了基于灰狼优化算法(GWO)的自适应滤波最小均方(LMS)算法,结合共振稀疏分解(RSSD)的耦合故障特征分离及强化方法。首先,采用自适应滤波LMS算法对耦合故障信号进行了滤波处理,使故障特征得到了初步强化;然后,根据耦合故障的不同共振属性,利用RSSD算法将故障耦合分解为高共振分量和低共振分量,完成了耦合故障分离;特别地,针对LMS算法中参数依赖人工经验、自适应差等问题,研究了基于灰狼优化算法(GWO)的参数自适应优化方法,设计了以信噪比和均方误差构成的优化目标;最后,对稀疏分解得到的信号进行了包络解调,完成了耦合故障分离及特征强化,同时,利用模拟信号和实验信号对该方法进行了验证分析。研究结果表明:GWO-LMS-RSSD算法能用于有效降低噪声干扰,分离旋转机械耦合故障及强化故障特征。该研究成果可为强噪声干扰下耦合故障的特征分离及强化提供一种新的思路。
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关键词
耦合故障诊断
旋转机械
共振稀疏分解
自适应滤波最小均方算法
灰狼优化算法
信噪比
均方误差
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职称材料
GASA-PSO优化算法共振稀疏分解齿轮故障诊断研究
被引量：
7
2
作者
高永新
戴忠林
秦灿
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2022年第5期123-127,共5页
针对齿轮箱齿轮早期微弱故障信号在恶劣工况下信噪比降低、故障特征不明显、提取困难等问题,提出一种基于遗传模拟退火算法与粒子群算法融合的共振稀疏分解故障诊断方法,对成分复杂、存在模态混叠的非平稳齿轮箱振动信号进行分析。建立...
针对齿轮箱齿轮早期微弱故障信号在恶劣工况下信噪比降低、故障特征不明显、提取困难等问题,提出一种基于遗传模拟退火算法与粒子群算法融合的共振稀疏分解故障诊断方法,对成分复杂、存在模态混叠的非平稳齿轮箱振动信号进行分析。建立齿轮箱故障模型,模拟齿轮故障信号,将遗传模拟退火算法与粒子群融合算法对品质因子全局快速寻优,利用最匹配品质因子对齿轮振动信号分离得到高、低共振分量与残差分量,对低共振分量做Hilbert包络分析,得到冲击脉冲信号,进而对齿轮箱进行故障诊断;利用MATLAB仿真分析与实验证明,所提出的方法可以有效提取齿轮箱早期微弱的故障信号,具有较高的分离精度,实现齿轮微弱故障诊断,证明了该方法的可行性与有效性。
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关键词
故障诊断
齿轮箱
故障模型
粒子群算法
共振稀疏分解
遗传模拟退火算法
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职称材料
基于扰动传播时空相关性的电网扰动事件快速定位方法
被引量：
8
3
作者
黄登一
刘灏
+1 位作者
毕天姝
杨奇逊
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期2045-2059,共15页
广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)为快速准确地定位扰动事件提供了量测信息和数据基础。然而,由于电网中有限的同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)布点以及通讯堵塞、硬件故障、GPS信号丢失和网络攻击等原...
广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)为快速准确地定位扰动事件提供了量测信息和数据基础。然而,由于电网中有限的同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)布点以及通讯堵塞、硬件故障、GPS信号丢失和网络攻击等原因带来的数据质量问题,使得量测信息呈现不冗余性,给定位带来额外的挑战。该文提出一种适用于PMU量测信息不冗余场景下的电网扰动事件快速定位方法。利用主站电压相角量测数据生成Hankel矩阵,提出一种基于奇异值分解的扰动响应时间检测方法。基于电网子拓扑中的PMU测点以及网络拓扑连接关系,分别从时间和空间维度提取了表征扰动传播的时间差特征和空间距离差特征。进而,通过扰动传播的波速,耦合扰动传播空间距离差特征,提出基于时空相关性的自适应电网扰动事件定位方法。通过扰动传播过程的时空约束特性,实现了电网量测信息在时间维度不冗余的情况下,快速定位扰动事件的功能。基于IEEE 10机39节点系统和中国某西部实际电网,验证了所提方法的有效性和鲁棒性。
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关键词
同步相量测量
扰动事件快速定位
量测信息不冗余
奇异值分解
稀疏连接优化的
floyd
算法
扰动传播
时空相关性
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职称材料
题名
基于GWO-LMS-RSSD的旋转机械耦合故障分离及特征强化方法
1
作者
许文
施卫华
李红钢
华如南
刘厚林
董亮
机构
江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心
武汉第二船舶设计研究所
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第4期677-685,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52279087,51879122)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20241801)
泰州市重大科技成果转化项目(SCG202205)。
文摘
针对旋转机械耦合故障中较弱故障易被较强故障淹没及噪声干扰严重的问题,提出了基于灰狼优化算法(GWO)的自适应滤波最小均方(LMS)算法,结合共振稀疏分解(RSSD)的耦合故障特征分离及强化方法。首先,采用自适应滤波LMS算法对耦合故障信号进行了滤波处理,使故障特征得到了初步强化;然后,根据耦合故障的不同共振属性,利用RSSD算法将故障耦合分解为高共振分量和低共振分量,完成了耦合故障分离;特别地,针对LMS算法中参数依赖人工经验、自适应差等问题,研究了基于灰狼优化算法(GWO)的参数自适应优化方法,设计了以信噪比和均方误差构成的优化目标;最后,对稀疏分解得到的信号进行了包络解调,完成了耦合故障分离及特征强化,同时,利用模拟信号和实验信号对该方法进行了验证分析。研究结果表明:GWO-LMS-RSSD算法能用于有效降低噪声干扰,分离旋转机械耦合故障及强化故障特征。该研究成果可为强噪声干扰下耦合故障的特征分离及强化提供一种新的思路。
关键词
耦合故障诊断
旋转机械
共振稀疏分解
自适应滤波最小均方算法
灰狼优化算法
信噪比
均方误差
Keywords
coupling faults diagnosis
rotating machinery
res
on
ance-
based
sparse
signal decompositi
on
(RSSD)
adaptive filtering with least mean square(LMS)
algorithm
grey wolf optimizer(GWO)
algorithm
signal-to-noises ratio
mean-square error
分类号
TH133 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
GASA-PSO优化算法共振稀疏分解齿轮故障诊断研究
被引量：
7
2
作者
高永新
戴忠林
秦灿
机构
辽宁工程技术大学机械工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2022年第5期123-127,共5页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(51874158)
辽宁省教育厅重点攻关资助项目(LJ2019ZL003)。
文摘
针对齿轮箱齿轮早期微弱故障信号在恶劣工况下信噪比降低、故障特征不明显、提取困难等问题,提出一种基于遗传模拟退火算法与粒子群算法融合的共振稀疏分解故障诊断方法,对成分复杂、存在模态混叠的非平稳齿轮箱振动信号进行分析。建立齿轮箱故障模型,模拟齿轮故障信号,将遗传模拟退火算法与粒子群融合算法对品质因子全局快速寻优,利用最匹配品质因子对齿轮振动信号分离得到高、低共振分量与残差分量,对低共振分量做Hilbert包络分析,得到冲击脉冲信号,进而对齿轮箱进行故障诊断;利用MATLAB仿真分析与实验证明,所提出的方法可以有效提取齿轮箱早期微弱的故障信号,具有较高的分离精度,实现齿轮微弱故障诊断,证明了该方法的可行性与有效性。
关键词
故障诊断
齿轮箱
故障模型
粒子群算法
共振稀疏分解
遗传模拟退火算法
Keywords
fault diagnosis
gearbox
fault model
particle swarm optimizati
on
(PSO)
res
on
ance-
based
sparse
signal decompositi
on
genetic simulati
on
annealing
algorithm
(GSAA)
分类号
TH165.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于扰动传播时空相关性的电网扰动事件快速定位方法
被引量：
8
3
作者
黄登一
刘灏
毕天姝
杨奇逊
机构
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期2045-2059,共15页
基金
国网北京电力公司科技项目(SGBJDK00DWJS2100164)
国家自然科学基金项目(51725702,51627811)。
文摘
广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)为快速准确地定位扰动事件提供了量测信息和数据基础。然而,由于电网中有限的同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)布点以及通讯堵塞、硬件故障、GPS信号丢失和网络攻击等原因带来的数据质量问题,使得量测信息呈现不冗余性,给定位带来额外的挑战。该文提出一种适用于PMU量测信息不冗余场景下的电网扰动事件快速定位方法。利用主站电压相角量测数据生成Hankel矩阵,提出一种基于奇异值分解的扰动响应时间检测方法。基于电网子拓扑中的PMU测点以及网络拓扑连接关系,分别从时间和空间维度提取了表征扰动传播的时间差特征和空间距离差特征。进而,通过扰动传播的波速,耦合扰动传播空间距离差特征,提出基于时空相关性的自适应电网扰动事件定位方法。通过扰动传播过程的时空约束特性,实现了电网量测信息在时间维度不冗余的情况下,快速定位扰动事件的功能。基于IEEE 10机39节点系统和中国某西部实际电网,验证了所提方法的有效性和鲁棒性。
关键词
同步相量测量
扰动事件快速定位
量测信息不冗余
奇异值分解
稀疏连接优化的
floyd
算法
扰动传播
时空相关性
Keywords
synchr
on
ous phasor measurement
fast event locati
on
n
on
-redundancy of the measurement
singular value decompositi
on
optimal floyd algorithm based on sparse link
disturbance propagati
on
temporal and spatial relevance
分类号
TM77 [电气工程—电力系统及自动化]
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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GWO-LMS-RSSD的旋转机械耦合故障分离及特征强化方法
许文
施卫华
李红钢
华如南
刘厚林
董亮
《机电工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
GASA-PSO优化算法共振稀疏分解齿轮故障诊断研究
高永新
戴忠林
秦灿
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2022
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于扰动传播时空相关性的电网扰动事件快速定位方法
黄登一
刘灏
毕天姝
杨奇逊
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
8
在线阅读
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职称材料
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