基于小波变换和神经网络的滚动轴承故障诊断系统

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1、：ＴＰ２７７分类号单位代妈：１０２２０密级：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭ＇．＾工程硕ｉ专业学位论文护－论文题目：基于小波变换和神经网络的滚动轴承故障诊断系统工程领域：控制工程培养类别：■全日制□非全日制论文类型：应用研究一硕壬生：蔡苗苗校内导师：■邵克勇教授校外导贿：邢晋红高级工程师，；入学时间：２０１２年９月论文完成时间：２０１５年６月Ｉ学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下

2、进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，，除文中己经注明引用的内容外本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：曰期；三。八．蓉巧巧学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可（＾＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，可＾＾公布论文的全部或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论

3、文加入《中国优秀硕±学位论文全文数据文在库解》、《中国博击学位论文全文数据库》巧编入《中国知识资源总库》。保密的学位论密盾适用本规定。；学位论文作者签名窗巧论文指导教處师签名：指导小组成员签名；ｊ豕勒Ｊｉ物锋脅ｊＩThesisfortheGraduateCandidateTestRollingBearingFaultDiagnosisSystemBasedonWaveletTransformandNeuralNetworkCandidate:CaiMiaomiaoTutor:ProfessorShaoKeyong

4、Field:ControlEngineeringTrainingcategory:Full-timeType:AppllicationResearchDateoforalexamination:6thJune.2015University:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学工程硕士专业学位论文基于小波变换和神经网络的滚动轴承故障诊断系统摘要滚动轴承故障诊断是满足工业生产需求而逐步发展起来的一个混合性学科，是维持机械设备平稳运行的一项实用手段。小波变换和神经网络已有很长的研究历史，理论体系日益成熟和完善，并且作

5、为一种有效的诊断工具被广泛应用在实际的滚动轴承故障诊断工程领域中。本文以小波变换和神经网络为数学依据，对滚动轴承故障诊断系统进行设计与研究，本文主要内容如下：1．研究运用小波变换实行滚动轴承振动信号的消噪方式。学习小波模极大、小波相关性、小波阈值等降噪的基本原理和算法实现步骤，并通过对加有白噪声的Bumps测试信号消噪仿真验证这些方法的有效性。比较分析它们的优缺点，决定利用小波变换软阈值法对滚动轴承故障信号消噪，Matlab实验证明该方法具有好的消噪效果。2．研究以小波能量谱作为滚动轴承振动信号故障特征的抽取过程。首先将滚动轴承振动数据实行小

6、波分解并单层重构，实现不同频带的信号分离，再算出每个频带上信号的时域能量构成能量谱特征向量。在此过程中，针对信号经小波分解单层重构算法处理后，相邻频带上的信号存在频率交叠的情况，提出运用傅里叶变换方法剔除信号经过小波滤波器滤波后的多余成分，使信号能够精准划分到各自频带中。对于提取出的小波能量谱特征向量维数过多导致系统识别速度变慢的问题，提出利用PCA技术进行降维处理的新思路，使用Matlab仿真验证该方法的有效性。3．研究运用概率神经网络对滚动轴承故障特征的辨别方式。首先把已知故障类别的轴承特征向量组成训练集，组建概率神经网络框架；然后利用概

7、率神经网络根据抽取的滚动轴承故障特征判断出损伤发生的具体位置，达到诊断的功效。针对网络对于某些特征相似但属于不同故障类别的故障特征辨认能力欠佳的问题，提出利用学习向量量化(LVQ2)算法对概率神经网络输出竞争层的权值进行有教师训练，通过Matlab仿真验证该方法可提高网络识别准确率。关键词：滚动轴承，故障诊断，小波软阈值，小波能量谱，概率神经网络II东北石油大学工程硕士专业学位论文RollingBearingFaultDiagnosisSystemBasedonWaveletTransformandNeuralNetworkABSTRACTR

8、ollingBearingFaultDiagnosishasgraduallydevelopedintoadisciplineinordertomeetthenee