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基于CLSRIME-XGBOOST的带式输送机托辊故障诊断方法
1
作者
江帆
程舒曼
+4 位作者
朱真才
周公博
李强
刘全辉
宋鸿炎
《振动.测试与诊断》
北大核心
2025年第4期666-673,840,共9页
针对声音信号分析在诊断带式输送机托辊故障中的高维特征存在信息冗余、计算量大和诊断效果不理想等问题,笔者构建了声音信号特征精简策略,基于Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子改进了霜冰优化算法(rime optimization algorithm...
针对声音信号分析在诊断带式输送机托辊故障中的高维特征存在信息冗余、计算量大和诊断效果不理想等问题,笔者构建了声音信号特征精简策略,基于Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子改进了霜冰优化算法(rime optimization algorithm,简称RIME),记作CLSRIME。再结合极致梯度提升模型(extreme gradient boosting,简称XGBOOST),构建了CLSRIME-XGBOOST带式输送机托辊轴承故障诊断方法。首先,利用梅尔倒谱系数(Melscale frequency cepstral coefficient,简称MFCC)融合方法提取信号关键特征,并通过t-分布领域嵌入算法(t-distributed stochastic neighbor embedding,简称tSNE)进行降维,构建了基于MFCC和tSNE的精简特征提取策略;其次,针对RIME存在初始种群分布不均、霜冰粒子搜索能力弱、收敛速度较慢的问题,引入Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子,设计了CLSRIME;最后,利用CLSRIME优化XGBOOST中树的深度、迭代次数及学习率等参数,构建了基于CLSRIME-XGBOOST的诊断模型。结果表明,所提方法能够精简表征托辊轴承故障状态的特性信息,改善了RIME的优化性能,提高了传统XGBOOST诊断模型的准确率,为带式输送机托辊故障诊断提供了新思路。
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关键词
带式输送机
改进RIME算法
MFCC
XGBOOST
故障诊断
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职称材料
基于多编码器与惯导融合的无轨胶轮车定位方法
被引量：
4
2
作者
江帆
康静静
+3 位作者
皇行涛
朱真才
周公博
彭玉兴
《煤炭科学技术》
CSCD
北大核心
2024年第S2期284-293,共10页
针对煤矿井下传统无轨胶轮车定位定向技术精度低、可靠性差等问题,提出了一种基于多编码器与惯导融合的无轨胶轮车定位方法。根据多编码器数据特性,建立了无轨胶轮车轮式里程计运动学模型,进而推导了基于多编码器的航位推算算法。针对...
针对煤矿井下传统无轨胶轮车定位定向技术精度低、可靠性差等问题,提出了一种基于多编码器与惯导融合的无轨胶轮车定位方法。根据多编码器数据特性,建立了无轨胶轮车轮式里程计运动学模型,进而推导了基于多编码器的航位推算算法。针对上述航位推算算法单独依赖编码器数据易导致定位发散的问题,将轮式里程计与捷联惯导姿态数据相结合,设计基于多编码器和捷联惯导的航位推算算法,该算法可以有效抑制航位推算误差的快速累积。在此基础上,采用扩展卡尔曼滤波算法对基于轮式里程计运动学模型解算的姿态数据和捷联惯导解算的姿态数据进行融合,通过提高航向精度来提高航位推算的定位精度。基于扩展卡尔曼滤波算法建立了捷联惯导/航位推算组合定位模型,针对建模不准确时扩展卡尔曼滤波存在滤波精度下降甚至发散的问题,提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法,通过实时估计并调整量测噪声来提高滤波的精度和稳定性。针对无轨胶轮车出现打滑或滑行等异常行驶状况导致的轮式里程计失效问题,建立了一种容错模型,实现了无轨胶轮车打滑或滑行等异常行驶状况的检测与隔离。搭建了移动小车实验系统,并将UWB定位结果作为参考真值,开展了综合跑车实验研究。实验结果表明:所提出的组合定位方法能够满足煤矿井下无轨胶轮车定位需求。
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关键词
无轨胶轮车
航位推算
捷联惯导系统
组合定位
自适应扩展卡尔曼滤波
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职称材料
题名
基于CLSRIME-XGBOOST的带式输送机托辊故障诊断方法
1
作者
江帆
程舒曼
朱真才
周公博
李强
刘全辉
宋鸿炎
机构
中国矿业大学机电工程学院
智能采矿装备技术全国重点实验室
徐州矿务集团有限公司博士后科研工作站
江苏省
徐州
技师学院汽车工程学院
陕西延长石油榆林可可盖煤业
有限公司
出处
《振动.测试与诊断》
北大核心
2025年第4期666-673,840,共9页
基金
山西省创新生态服务支撑专项资助项目(202404010911003Z)
江苏省科技成果转化专项资助项目(BA2022075)
新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室课题资助项目(KLXGY-Z2402)。
文摘
针对声音信号分析在诊断带式输送机托辊故障中的高维特征存在信息冗余、计算量大和诊断效果不理想等问题,笔者构建了声音信号特征精简策略,基于Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子改进了霜冰优化算法(rime optimization algorithm,简称RIME),记作CLSRIME。再结合极致梯度提升模型(extreme gradient boosting,简称XGBOOST),构建了CLSRIME-XGBOOST带式输送机托辊轴承故障诊断方法。首先,利用梅尔倒谱系数(Melscale frequency cepstral coefficient,简称MFCC)融合方法提取信号关键特征,并通过t-分布领域嵌入算法(t-distributed stochastic neighbor embedding,简称tSNE)进行降维,构建了基于MFCC和tSNE的精简特征提取策略;其次,针对RIME存在初始种群分布不均、霜冰粒子搜索能力弱、收敛速度较慢的问题,引入Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子,设计了CLSRIME;最后,利用CLSRIME优化XGBOOST中树的深度、迭代次数及学习率等参数,构建了基于CLSRIME-XGBOOST的诊断模型。结果表明,所提方法能够精简表征托辊轴承故障状态的特性信息,改善了RIME的优化性能,提高了传统XGBOOST诊断模型的准确率,为带式输送机托辊故障诊断提供了新思路。
关键词
带式输送机
改进RIME算法
MFCC
XGBOOST
故障诊断
Keywords
belt conveyors
improved rime optimization algorithm
MFCC
XGBOOST
fault diagnosis
分类号
TH133.3 [机械工程—机械制造及自动化]
TD57 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于多编码器与惯导融合的无轨胶轮车定位方法
被引量：
4
2
作者
江帆
康静静
皇行涛
朱真才
周公博
彭玉兴
机构
中国矿业大学机电工程学院
智能采矿装备技术全国重点实验室
徐州矿务集团有限公司博士后科研工作站
郑州恒达智控科技股份
有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CSCD
北大核心
2024年第S2期284-293,共10页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(52374163)
江苏省自然科学基金杰出青年基金资助项目(BK20230047)
中国博士后科学基金面上资助项目(2023M732966)。
文摘
针对煤矿井下传统无轨胶轮车定位定向技术精度低、可靠性差等问题,提出了一种基于多编码器与惯导融合的无轨胶轮车定位方法。根据多编码器数据特性,建立了无轨胶轮车轮式里程计运动学模型,进而推导了基于多编码器的航位推算算法。针对上述航位推算算法单独依赖编码器数据易导致定位发散的问题,将轮式里程计与捷联惯导姿态数据相结合,设计基于多编码器和捷联惯导的航位推算算法,该算法可以有效抑制航位推算误差的快速累积。在此基础上,采用扩展卡尔曼滤波算法对基于轮式里程计运动学模型解算的姿态数据和捷联惯导解算的姿态数据进行融合,通过提高航向精度来提高航位推算的定位精度。基于扩展卡尔曼滤波算法建立了捷联惯导/航位推算组合定位模型,针对建模不准确时扩展卡尔曼滤波存在滤波精度下降甚至发散的问题,提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法,通过实时估计并调整量测噪声来提高滤波的精度和稳定性。针对无轨胶轮车出现打滑或滑行等异常行驶状况导致的轮式里程计失效问题,建立了一种容错模型,实现了无轨胶轮车打滑或滑行等异常行驶状况的检测与隔离。搭建了移动小车实验系统,并将UWB定位结果作为参考真值,开展了综合跑车实验研究。实验结果表明:所提出的组合定位方法能够满足煤矿井下无轨胶轮车定位需求。
关键词
无轨胶轮车
航位推算
捷联惯导系统
组合定位
自适应扩展卡尔曼滤波
Keywords
trackless rubber wheel vehicle
dead reckoning
strapdown inertial navigation system
integrated positioning
adaptive extended Kalman filtering
分类号
TD525 [矿业工程—矿山机电]
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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CLSRIME-XGBOOST的带式输送机托辊故障诊断方法
江帆
程舒曼
朱真才
周公博
李强
刘全辉
宋鸿炎
《振动.测试与诊断》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于多编码器与惯导融合的无轨胶轮车定位方法
江帆
康静静
皇行涛
朱真才
周公博
彭玉兴
《煤炭科学技术》
CSCD
北大核心
2024
4
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