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基于改进SDP和FasterNet-GCAM的滚动轴承故障诊断
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作者 陈家芳 唐湛恒 周健 《现代制造工程》 北大核心 2025年第7期129-138,41,共11页
对滚动轴承进行故障诊断关乎设备运行安全及稳定可靠性。使用传统卷积神经网络进行故障诊断,模型运算量过大,且易出现过拟合现象从而导致诊断精度不高,端到端模型存在可信度不高等问题。鉴于此,提出一种基于改进对称极坐标(Symmetrized ... 对滚动轴承进行故障诊断关乎设备运行安全及稳定可靠性。使用传统卷积神经网络进行故障诊断,模型运算量过大,且易出现过拟合现象从而导致诊断精度不高,端到端模型存在可信度不高等问题。鉴于此,提出一种基于改进对称极坐标(Symmetrized Dot Pattern,SDP)法和FasterNet-GCAM网络的滚动轴承故障诊断方法。首先,将一维振动信号经过小波阈值降噪处理,再输入经皮尔逊图像相关系数法优化的SDP法生成SDP图像,并通过在FasterNet网络中加入部分卷积(partial convolution)思想,构建成改进的SDP-FasterNet模型进行进一步的特征提取,并完成滚动轴承不同故障的分类诊断。为了验证模型在图像识别过程中决策的可信度,将梯度加权类激活映射(Gradient-weighted Class Activation Mapping,Grad-CAM)与FasterNet网络相结合,突出SDP图像与决策相关的重要部分。试验结果表明,所提方法相比于其他方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性,且诊断识别精度达到了99.20%,并提高了诊断过程中的可解释性及可信度,为故障诊断领域提供了具备良好可行性和鲁棒性的轻量化诊断模型。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 FasterNet网络 部分卷积 梯度加权类激活映射 对称极坐标法
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基于SSA-VMD和SDP的双通道CNN轴承故障识别方法
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作者 蒋丽英 高铭悦 李贺 《机电工程》 北大核心 2025年第2期257-266,共10页
针对滚动轴承故障振动信号具有非线性和非平稳性等特征,以及单通道卷积神经网络(CNN)提取故障特征不显著的问题,提出了一种基于麻雀算法-变分模态分解(SSA-VMD)和对称点模式(SDP)的双通道CNN滚动轴承故障诊断方法。首先,结合样本熵和皮... 针对滚动轴承故障振动信号具有非线性和非平稳性等特征,以及单通道卷积神经网络(CNN)提取故障特征不显著的问题,提出了一种基于麻雀算法-变分模态分解(SSA-VMD)和对称点模式(SDP)的双通道CNN滚动轴承故障诊断方法。首先,结合样本熵和皮尔逊相关系数,构建了新的综合适应度函数,利用麻雀算法(SSA)进行了自适应寻优,确定了最佳的变分模态分解(VMD)参数K和α。将原始振动信号经过VMD分解后,得到了本征模态函数(IMF)分量,通过计算各IMF分量的峭度值进行了筛选,将筛选出的信号进行重构后得到了一维特征信号;然后,根据互相关系数选择了合适的对称点模式(SDP)参数值,将原始振动信号转化为极坐标下的SDP图像,获得了具有良好可分性的二维特征图;最后,将一维和二维特征作为双通道CNN的输入进行了联合训练,将训练好的网络用于故障类型识别,在西储大学和江南大学的轴承数据集上对其有效性进行了验证。研究结果表明:通过网络训练,其故障诊断的准确率分别达到了98.5%和100%。该结果验证了该方法在准确识别故障特征方面具有优越性和普适性。 展开更多
关键词 一维特征信号构建 二维特征转换 卷积神经网络 麻雀算法 变分模态分解 对称点模式
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基于EMD-SDP图像特征和改进DenseNet车用PMSM故障诊断 被引量:4
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作者 王建平 马建 +4 位作者 孟德安 赵轩 边琦 张凯 刘启全 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期703-716,690,共15页
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)因转速范围宽、输出转矩大、调速响应快、尺寸小、质量轻等优点被广泛应用于电动汽车驱动系统。受恶劣气候、异常振动和频繁起动-制动工况因素影响,PMSM易发生匝间短路、退磁、... 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)因转速范围宽、输出转矩大、调速响应快、尺寸小、质量轻等优点被广泛应用于电动汽车驱动系统。受恶劣气候、异常振动和频繁起动-制动工况因素影响,PMSM易发生匝间短路、退磁、轴承磨损等故障。本文针对PMSM相似故障单一维度信号下难区分以及工作条件发生变化时传统诊断方法鲁棒性差的问题,提出了一种基于经验模态分解-对称点模式(empirical mode decomposition-symmetric dot pattern,EMD-SDP)图像特征和改进DenseNet相结合的车用永磁同步电机故障诊断方法。首先,通过实验获取不同状态的电机在多种工况下振动信号,将预处理的振动信号进行EMD处理,求解不同层级本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);其次,将原始振动信号转化为SDP图像,对不同层级IMF转化为RGB色彩特征在SDP图像上显示出来;然后,通过融合scSE注意力机制改进DenseNet学习图像数据集构建分类网络模型;最后,按照信号-图像-网络的流程对待测电机状态进行评估与诊断。诊断结果表明:所提出的方法在稳态和变速瞬态工况下均表现良好的性能。在恒速恒载工况下,所提的方法达到最高的故障诊断准确率(99.72%),相比基准的DenseNet的准确率(98.06%)提升了1.66个百分点。改进后的DenseNet模型和DenseNet模型的ROC曲线最接近左上角,AUC均值分别为0.9974和0.9745;在加速恒载和减速恒载工况下,改进后的DenseNet模型也达到了最高的诊断准确率,分别为96.88%和97.08%。AUC均值分别为0.9877和0.9869。本文所提出的方法的总体性能优于传统方法,能有效地用于速度变化时的故障诊断。 展开更多
关键词 永磁同步电机 故障诊断 经验模态分解 对称点模式 scSE DenseNet
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基于SDP和MCNN-LSTM的齿轮箱故障诊断方法 被引量:4
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作者 吴胜利 周燚 邢文婷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期126-132,178,共8页
齿轮箱在长期使用过程中,不可避免地会产生齿轮故障和轴承故障,严重影响传动精度和设备运行安全。基于此,针对齿轮箱常见故障类型,研究多通道对称点图案(symmetrized dot pattern, SDP)数据处理方法,并利用最小能量误差法实现SDP关键参... 齿轮箱在长期使用过程中,不可避免地会产生齿轮故障和轴承故障,严重影响传动精度和设备运行安全。基于此,针对齿轮箱常见故障类型,研究多通道对称点图案(symmetrized dot pattern, SDP)数据处理方法,并利用最小能量误差法实现SDP关键参数的选取。结合多尺度卷积神经网络(multi-scale convolutional neural network, MCNN)的空间处理优势、长短时记忆网络(long short term memory, LSTM)的时间处理优势及其良好的抗噪性和鲁棒性,提出了一种基于SDP和MCNN-LSTM的齿轮箱故障诊断模型。同时利用东南大学齿轮箱数据集,验证了基于SDP和MCNN-LSTM的齿轮箱故障诊断方法对齿轮和轴承常见故障类型特征提取的有效性,并与现有其他故障诊断方法进行对比,结果表明了所提方法具有更高的精度。 展开更多
关键词 齿轮箱故障诊断 对称点图案(sdp) 最小能量误差 多尺度卷积神经网络(MCNN) 长短时记忆网络(LSTM)
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基于SDP信息融合的用电特征分析及负荷识别方法研究 被引量:2
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作者 李乐 刘智源 +4 位作者 王学军 董云飞 张雅纯 李羽轩 朱霄珣 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第8期56-63,73,共9页
针对多标签负荷识别信息缺失的问题,提出了基于对称点图案分解法(symmetrized dot pattern,SDP)信息融合的用电负荷特征分析及智能识别方法。针对模态混叠和残余辅助噪声问题,使用互补集合经验模态分解(complementary ensemble mode dec... 针对多标签负荷识别信息缺失的问题,提出了基于对称点图案分解法(symmetrized dot pattern,SDP)信息融合的用电负荷特征分析及智能识别方法。针对模态混叠和残余辅助噪声问题,使用互补集合经验模态分解(complementary ensemble mode decomposition,CEEMD)分解提取电流的周期信号,提高了信号分解的鲁棒性并减小了重构误差;针对特征提取的信息缺失问题提出了基于SDP的负荷融合特性分析方法,提高了特征信息的完备性。在此基础上,提出SDP-YOLOv5的负荷识别方法,建立了SDP-YOLOv5的负荷智能识别模型。通过实验研究显示,该方法的负荷识别精度达到了98%,保证了非侵入式负荷监测水平。 展开更多
关键词 负荷识别 对称点图案分解法 互补集合经验模态分解 YOLOv5 融合特征
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基于SDP和改进SAM⁃MobileNetv2的滚动轴承故障诊断方法研究 被引量:1
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作者 张天缘 孙虎儿 +1 位作者 朱继扬 赵扬 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期787-794,共8页
针对传统的滚动轴承故障诊断方法难以准确高效的实现故障分类,提出了一种融合对称点模式(Symmetrized Dot Pattern,SDP)和改进SAM⁃MobileNetv2的滚动轴承故障分类方法。首先,将轴承振动信号通过SDP算法转化为含有丰富特征信息的二维图... 针对传统的滚动轴承故障诊断方法难以准确高效的实现故障分类,提出了一种融合对称点模式(Symmetrized Dot Pattern,SDP)和改进SAM⁃MobileNetv2的滚动轴承故障分类方法。首先,将轴承振动信号通过SDP算法转化为含有丰富特征信息的二维图像。然后,将二维图像输入到改进SAM⁃MobileNetv2网络模型中,对故障特征信息进行提取和分类。在改进SAM⁃MobileNetv2网络中,使用自适应激活函数ACON(Activate or not)对SAM⁃MobileNetv2中的ReLU6激活函数进行替换,提高模型分类性能。最后,将本模型与多种网络模型做对比。试验结果表明,本模型可以准确高效地实现对滚动轴承故障的分类,使用凯斯西储大学轴承故障数据的准确率为99.5%,使用渥太华大学轴承故障数据的准确率为97.2%。 展开更多
关键词 滚动轴承 对称点模式 SAM⁃MobileNetv2模型 故障诊断
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基于SDP法诊断发动机的异响 被引量:7
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作者 杨诚 冯焘 +1 位作者 王中方 杨振冬 《声学技术》 CSCD 2010年第5期523-527,共5页
针对发动机异响特征与声信号的复杂性,提出了基于SDP(Symmetrized Dot Pattern)的发动机异响诊断方法。通过将测得的发动机各个局部位置的声信号将其时域波形转换为极坐标图形,利用正常发动机与产生异响发动机SDP图形之间的相关系数来... 针对发动机异响特征与声信号的复杂性,提出了基于SDP(Symmetrized Dot Pattern)的发动机异响诊断方法。通过将测得的发动机各个局部位置的声信号将其时域波形转换为极坐标图形,利用正常发动机与产生异响发动机SDP图形之间的相关系数来判断所测发动机是否存在异响,与传统诊断方法即对时域与频域信号幅值不同进行对比分析相比具有分析时间短、辨别直观等优点。试验结果证明,SDP法能快速准确地分辨出正常发动机与异响发动机的差别,达到了对发动机异响诊断的目的。 展开更多
关键词 发动机 异响诊断 sdp 图形相关系数
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基于LMS和SDP的发动机异响诊断方法研究 被引量:5
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作者 杨诚 李爽 +1 位作者 冯焘 杨振东 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1410-1414,共5页
为有效提取发动机声信号特征,以诊断发动机的异响,提出了一种以最小均方算法和对称点图形算法相结合的发动机异响诊断方法。采用最小均方算法去除信号中的噪声,还原发动机声信号,而利用SDP图形技术将信号转换为极坐标图形,得以判断发动... 为有效提取发动机声信号特征,以诊断发动机的异响,提出了一种以最小均方算法和对称点图形算法相结合的发动机异响诊断方法。采用最小均方算法去除信号中的噪声,还原发动机声信号,而利用SDP图形技术将信号转换为极坐标图形,得以判断发动机是否产生异响。通过仿真与试验,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 发动机 异响诊断 最小均方算法 对称点图形
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基于MEEMD-SDP图像特征和DRN的行星齿轮箱故障诊断 被引量:6
9
作者 陈友广 陈云 谢鲲鹏 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第5期662-667,共6页
在行星齿轮箱齿轮的实际工程应用中,针对故障发生的早期阶段,其非平稳性、非线性振动特征信号导致故障诊断准确率低的问题,提出了一种基于MEEMD-SDP图像特征和深度残差网络的齿轮故障诊断方法。首先,采用了改进的集总平均经验模态分解(M... 在行星齿轮箱齿轮的实际工程应用中,针对故障发生的早期阶段,其非平稳性、非线性振动特征信号导致故障诊断准确率低的问题,提出了一种基于MEEMD-SDP图像特征和深度残差网络的齿轮故障诊断方法。首先,采用了改进的集总平均经验模态分解(MEEMD)方法对齿轮振动信号进行了分解,获得了能够反映齿轮振动信号信息的固有模态函数(IMF);然后,通过对称点图案(SDP)分解方法提取了IMF分量,将其变换到极坐标下的雪花图像特征,并组成了特征向量;最后,引入深度残差网络(DRN)模型,实现了对行星齿轮箱齿轮不同故障的识别与分类,同时将其与卷积神经网络(CNN)模型进行了对比,并在东南大学公开的齿轮箱数据集上进行了不同模型对齿轮状态故障识别准确率的对比实验。研究结果表明:SDP图像特征能够全面表征齿轮的状态信息,相较于CNN模型,采用DRN模型对齿轮进行诊断得到的平均准确率有明显提高,可达到98.1%,能验证基于MEEMD-SDP图像特征和深度残差网络方法的有效性;研究结果对提升现有行星齿轮箱齿轮故障识别的准确率具有一定的价值。 展开更多
关键词 齿轮传动 固有模态函数 改进的集总平均经验模态分解 对称点图案 图像特征 深度残差网络
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基于参数优化SDP分析的转子故障诊断方法 被引量:6
10
作者 万周 何俊增 +2 位作者 姜东 李坚 张大海 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期81-88,共8页
针对存在多种故障类型不同故障严重程度的转子故障诊断问题,提出了一种基于参数优化对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)分析的智能诊断方法。首先,利用SDP分析提取多个传感器信号的故障特征并将其融合为SDP图像;然后,以基于欧氏... 针对存在多种故障类型不同故障严重程度的转子故障诊断问题,提出了一种基于参数优化对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)分析的智能诊断方法。首先,利用SDP分析提取多个传感器信号的故障特征并将其融合为SDP图像;然后,以基于欧氏距离定义的图像区分度函数为适应度函数,基于天牛须搜索(beetle antennae search,BAS)算法获得SDP分析中角域增益因子与时间延滞系数的最佳取值;最后,利用SDP图像训练卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)获得转子故障诊断模型。试验研究表明,该方法相较于其他故障诊断方法具有更高的诊断精度,且在强噪声环境下的诊断表现良好。基于BAS算法优化后的SDP分析放大了不同类型不同严重程度转子故障的表征差异,提高了故障诊断精度。 展开更多
关键词 转子 对称点模式(sdp) 天牛须搜索(BAS)算法 卷积神经网络(CNN) 故障诊断
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基于AGA-SSAE和SDP域转换的暂态电能质量扰动识别方法 被引量:1
11
作者 朱雅魁 赵莎莎 李争 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第8期28-35,66,共9页
针对复杂电能质量扰动信号非平稳性和非线性导致的信号特征难以直接提取和识别的问题,该文提出一种基于自适应遗传算法优化(adaptive genetic algorithm,AGA)的栈式稀疏自编码器(stacked sparse autoencoder,SSAE)和对称点模式(symmetri... 针对复杂电能质量扰动信号非平稳性和非线性导致的信号特征难以直接提取和识别的问题,该文提出一种基于自适应遗传算法优化(adaptive genetic algorithm,AGA)的栈式稀疏自编码器(stacked sparse autoencoder,SSAE)和对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)域转换的暂态电能质量扰动识别方法。首先,通过Matlab仿真随机生成6种单一扰动信号和9种复合扰动信号,通过SDP方法将原始时域扰动信号转换至极坐标域,实现扰动信号可视化并生成对应的扰动图谱,对扰动图谱进行参数优化;然后,基于Tensorflow开源框架搭建SSAE识别模型,并由AGA算法完成模型结构及其参数的优化,实现扰动图谱的深度特征提取与挖掘;最后,由末端分类器进行无监督学习分类,比较常见扰动识别方法的优劣。结果表明:该文提出的基于AGA-SSAE和SDP域转换的暂态电能质量扰动识别方法能够对暂态扰动进行高效、准确的识别分类,平均测试准确率为97.89%,优于传统方法10%左右;同时所提方法的架构清晰,且具有较好的收敛性和泛化能力,适用于电力系统电能质量暂态扰动的快速、精确识别。 展开更多
关键词 电能质量 对称点模式 栈式降噪自编码 暂态系统
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基于全息SDP的船舶推进轴系轴承故障诊断研究 被引量:7
12
作者 廖志强 贾宝柱 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第6期88-95,共8页
[目的]针对船舶推进轴系轴承的故障诊断问题,提出一种基于全息对称点图形(SDP)和相似性识别的可视化诊断方法。[方法]首先,多方位采集轴承振动信号,全面监测轴承发生故障时的规律性冲击在时域和频域中引起的非平稳性变化特征;然后,基于... [目的]针对船舶推进轴系轴承的故障诊断问题,提出一种基于全息对称点图形(SDP)和相似性识别的可视化诊断方法。[方法]首先,多方位采集轴承振动信号,全面监测轴承发生故障时的规律性冲击在时域和频域中引起的非平稳性变化特征;然后,基于SDP对称点分布原理,将多个维度信号的时域和频谱融合至同一个二维图形,以放大信号之间的差异性;最后,基于相似性识别方法对轴承进行简易诊断。[结果]轴承故障实验平台的验证结果表明,该方法可以实现多个信号的有效图形融合,全面展示设备信号的状态特征,从而准确地诊断故障。[结论]研究成果可为船舶推进轴系轴承的可视化故障简易诊断提供参考。 展开更多
关键词 船舶推进轴系轴承 故障诊断 全息对称点图形 相似性识别
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基于EMD-SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断研究 被引量:12
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作者 郑一珍 牛蔺楷 +2 位作者 熊晓燕 祁宏伟 谢宏浩 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第1期81-87,共7页
针对滚动轴承保持架故障振动信号存在的不稳定性、无冲击特性和故障特征难以获取等问题,提出了一种基于EMD-SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断方法。采用了SDP信息融合方法对保持架故障振动信号的EMD固有模态分量进行了特征信息融合,... 针对滚动轴承保持架故障振动信号存在的不稳定性、无冲击特性和故障特征难以获取等问题,提出了一种基于EMD-SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断方法。采用了SDP信息融合方法对保持架故障振动信号的EMD固有模态分量进行了特征信息融合,展示了不同保持架故障振动信号的时频特性;分析了滚动轴承保持架不同故障状态下的SDP特征图像差异;之后,结合CNN模型进行了SDP图像识别,设计出了一种基于EMD与SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断方法模型;最后,通过旋转机械故障试验台,对轴承保持架故障进行了模拟实验。研究结果表明:该方法能够实现99%以上的故障识别率,进一步验证了通过深度学习算法自适应提取SDP信息融合图像特征的方法,可有效应用于轴承保持架故障诊断中。 展开更多
关键词 保持架故障诊断 经验模态分解 对称点模式 卷积神经网络 特征融合
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基于SDP图像与VGG网络的旋转机械转子故障诊断研究 被引量:11
14
作者 武海彬 卜明龙 +1 位作者 刘圆圆 郝惠敏 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第9期1069-1074,共6页
针对传统故障诊断方法对旋转机械转子故障状态识别精度较低的问题,提出了一种基于对称点模式图像特征信息融合与深度学习相结合的旋转机械转子故障诊断方法。采用SDP信息融合技术,对转子故障状态下的多通道振动信号进行了信息融合,通过... 针对传统故障诊断方法对旋转机械转子故障状态识别精度较低的问题,提出了一种基于对称点模式图像特征信息融合与深度学习相结合的旋转机械转子故障诊断方法。采用SDP信息融合技术,对转子故障状态下的多通道振动信号进行了信息融合,通过SDP图形特征可简单直观地区分不同转子故障振动状态;结合深度学习VGG网络自适应提取了SDP图像的特征信息,对不同故障转化的SDP图像实现了准确的诊断识别,进而判别了其故障类型;通过变速器机械故障模拟实验验证了所提出方法的有效性,并与传统机器学习方法极限学习机(ELM)进行了比较。研究结果表明:基于SDP图像与VGG网络的旋转机械转子故障诊断方法解决了转子故障振动信号中存在的高复杂、非线性和不稳定问题,与传统机器学习方法ELM相比具有更高的识别精度。 展开更多
关键词 深度学习 VGG网络 sdp图像 多通道信息融合 转子故障诊断 极限学习机
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基于SDP和DG-ResNet的齿轮箱轴承故障诊断研究 被引量:2
15
作者 韩春雷 武兵 +2 位作者 熊晓燕 任俊锜 刘智飞 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第11期1395-1401,共7页
在复杂工况下,齿轮箱轴承运行会产生诸多故障,且各种故障之间相互影响,依靠传统的故障诊断方法难以满足高精度、智能化的故障分类要求,提出了一种结合对称点图像(SDP)算法技术和膨胀分组卷积残差网络(DG-ResNet)的齿轮箱轴承故障诊断方... 在复杂工况下,齿轮箱轴承运行会产生诸多故障,且各种故障之间相互影响,依靠传统的故障诊断方法难以满足高精度、智能化的故障分类要求,提出了一种结合对称点图像(SDP)算法技术和膨胀分组卷积残差网络(DG-ResNet)的齿轮箱轴承故障诊断方法。首先,将一维轴承振动信号数据通过SDP方法转化为二维图像,在不减少原始数据的前提下,图像可以清楚地显示出振动数据的原始特征;然后,将图像作为模型的输入,输入到DG-ResNet神经网络模型中,对图像进行了轴承故障特征的提取和分类,膨胀分组卷积残差块增加了卷积个数和感受野尺寸,可以让网络提取到高阶图像特征,实现了对轴承故障的高精度、智能化分类;最后,将该方法和多种经典卷积神经网络算法,进行了故障诊断准确率的对比。研究结果表明:与多种经典卷积神经网络算法相比,所提方法对轴承故障诊断的准确率远高于其他网络,诊断的平均准确率达到93%,该结果验证了所提方法的有效性;该方法能够对轴承故障进行高效分类,可以用于齿轮箱轴承的实际故障分类。 展开更多
关键词 齿轮箱轴承 故障诊断 对称点图像 膨胀分组卷积残差网络
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基于视觉图像特征的两阶段电动机智能故障诊断
16
作者 徐东 彭鑫 张晓飞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1295-1301,共7页
针对近年来故障诊断领域在效率、可靠性方面的新挑战,提出了一种基于对称点图案(Symmetrized Dot Pattern,SDP)的感应电动机粗-细分类故障诊断方法。该方法首先通过SDP方法将各故障电动机的振动信号转换为雪花状图像,然后设计了一种粗-... 针对近年来故障诊断领域在效率、可靠性方面的新挑战,提出了一种基于对称点图案(Symmetrized Dot Pattern,SDP)的感应电动机粗-细分类故障诊断方法。该方法首先通过SDP方法将各故障电动机的振动信号转换为雪花状图像,然后设计了一种粗-细分类的两阶段故障诊断框架用于图像特征的提取与分类。在粗分类阶段,采用了速度快的颜色直方图特征和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)对样本进行诊断,并选取了一个阈值用于确定粗分类的样本;在细分类阶段,采用了可提取图像全局信息的全局特征(Gist特征)和SVM对剩余样本进行诊断。试验结果表明,所提方法综合了颜色直方图特征和Gist特征的优势,能够以相对较高的效率实现可靠的诊断,并具备一定的抗噪能力。 展开更多
关键词 对称点图案 视觉特征 支持向量机 两阶段故障诊断
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基于深度特征学习的汽轮机转子状态识别方法 被引量:19
17
作者 朱霄珣 罗学智 +2 位作者 叶行飞 韩中合 刘铟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期432-441,共10页
复杂汽轮机转子振动信号的非平稳性和非线性等问题,会严重影响到汽轮机转子的状态识别。为了保证汽轮机转子的安全运行,提出一种基于对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)特征融合的卷积神经网络(convolutionneural network,CNN)状... 复杂汽轮机转子振动信号的非平稳性和非线性等问题,会严重影响到汽轮机转子的状态识别。为了保证汽轮机转子的安全运行,提出一种基于对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)特征融合的卷积神经网络(convolutionneural network,CNN)状态识别方法。该方法通过基于SDP分析方法对汽轮机转子各方向、各位置的信号进行特征融合,获取融合特征的SDP图,最终基于CNN进行融合特征SDP图像识别,实现转子故障状态识别。与其他状态识别方法相比,该方法提高了不同状态特征的表征差异,进而提高了学习效果和识别精度。同时,对比实验结果表明,相较于其他状态识别方法,该方法对转子振动状态识别精度最高,达到了96%。 展开更多
关键词 汽轮机转子 深度学习 卷积神经网络 对称点模式 状态识别
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基于点对称变换的乙丙橡胶电缆终端缺陷诊断 被引量:9
18
作者 周利军 刘聪 +2 位作者 权圣威 曹伟东 项恩新 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期2388-2398,共11页
为解决高速动车组车载电缆健康状况的智能化诊断受限于天窗期短的问题,该文提出一种基于点对称(SDP)的乙丙橡胶(EPR)电缆终端缺陷局部放电诊断方法。首先,搭建局部放电试验平台获取局部放电信号;然后,提出一种车载电缆局部放电信号的SD... 为解决高速动车组车载电缆健康状况的智能化诊断受限于天窗期短的问题,该文提出一种基于点对称(SDP)的乙丙橡胶(EPR)电缆终端缺陷局部放电诊断方法。首先,搭建局部放电试验平台获取局部放电信号;然后,提出一种车载电缆局部放电信号的SDP参数确定方法,并基于SDP变换将不同类型缺陷局部放电信号映射到极坐标系中形成SDP图像;最后,对比三种常见的深度学习网络——卷积神经网络(CNN)、栈式自编码器(SAE)及深度置信网络(DBN)提取不同类型缺陷的SDP图像深层特征,并基于网络尾端Softmax分类器进行识别。结果表明:针对四种典型的电缆缺陷,DBN网络与SDP图像的结合效果最佳,缺陷识别率达到了96.1%,相比于传统诊断方法,识别准确率提高了10%左右,由此验证了通过深度学习算法自适应提取SDP图像特征的方法,可有效应用于电缆缺陷诊断领域,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 乙丙橡胶 深度学习 对称点模式 状态识别
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基于点对称变换与图像匹配的变压器机械故障诊断方法 被引量:27
19
作者 赵莉华 徐立 +2 位作者 刘艳 刘健犇 黄小龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期3614-3626,共13页
变压器本体的振动信号与其机械状态密切相关,利用该特点可实现对变压器机械故障的判别。该文提出了一种基于点对称变换(SDP)与图像匹配的变压器机械故障诊断方法。首先通过集合经验模态分解(EEMD)对初始信号进行分解,并选择合适的分量... 变压器本体的振动信号与其机械状态密切相关,利用该特点可实现对变压器机械故障的判别。该文提出了一种基于点对称变换(SDP)与图像匹配的变压器机械故障诊断方法。首先通过集合经验模态分解(EEMD)对初始信号进行分解,并选择合适的分量对信号进行重构,去除变压器自身及外界环境的干扰;接着通过SDP获得重构后的振动信号的SDP图像,并在每类故障中选择部分图像,利用聚类模板提取共同特征获得该类故障下的典型故障模板;最后通过比较未知故障信号的SDP图像与各类典型故障模板SDP图像的相似度实现最佳匹配,完成变压器机械故障的诊断。变压器的实验结果表明:不同类型的机械故障SDP图像间存在明显特征差异,该方法可以实现机械故障的有效判别。与传统的机械故障诊断方法相比,该文所提方法考虑了外界高频干扰,避免了提取多个特征量的繁琐步骤,操作简单且准确率高。 展开更多
关键词 变压器 点对称变换 图像匹配 集合经验模态分解 聚类模板
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基于点对称图像的变压器局部放电信号故障诊断 被引量:15
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作者 王瑜 刘铟 王玉鑫 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第11期120-125,共6页
局部放电是变压器工作过程中常见的故障,该文提出一种基于点对称图像的局部放电信号处理及故障诊断研究方法。对局部放电故障的点进行观测及采集数据,进而分解及处理得到所需状态信号,并通过点对称图形的方法将数据的形式转换成图像,提... 局部放电是变压器工作过程中常见的故障,该文提出一种基于点对称图像的局部放电信号处理及故障诊断研究方法。对局部放电故障的点进行观测及采集数据,进而分解及处理得到所需状态信号,并通过点对称图形的方法将数据的形式转换成图像,提取出信号所含的显著特征,对比正常和故障信号的图像,实现局部放电故障是否发生的判断。相对于其他特征提取方法,该方法可以更加准确直观地展示出不同状态之间的差异。文章进行实验验证,并对比多组数据,最终实现变压器故障与否的判别,证明该文方法的有效性和先进性。 展开更多
关键词 局部放电 信号处理 点对称图像 故障诊断 变压器
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