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《听觉模型ZCPA的故障诊断特征提取方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国机械工程第20卷第24期2009年12月下半月基于听觉模型ZCPA的故障诊断特征提取方法研究李允公12111暋张金萍暋戴暋丽暋张占一暋刘杰1.东北大学,沈阳,110004暋暋2.沈阳化工学院,沈阳,110142摘要:将一种听觉模型———ZCPA模型引入机械故障诊断特征提取中。介绍了该模型的基本原理,并根据故障诊断中振动信号分析的特点对模型的具体实现方法进行了一定的调整。利用S函数取代对数函数对耳蜗内毛细胞进行模拟,将频率箱按照频率范围等比递增的方式在频率轴上进行分布;同时,利用Gammatone滤波器组进行耳蜗基底膜的建模。利用ZCPA模型对四种转子故障
2、进行了特征提取试验验证,结果表明,该模型只使用少量特征数据(如16个)即可有效表征不同故障,同时,对同一类型故障的特征提取结果具有很好的稳定性和一致性,具有一定的工程应用前景。关键词:故障诊断;特征提取;听觉模型;ZCPA模型中图分类号:TH17暋暋暋文章编号:1004—132X(2009)24—2988—05StudyontheZCPA-auditory-model-basedMethodofFeatureExtractionforMechanicalFaultsDiagnosis12111LiYungong暋ZhangJinping暋DaiLi暋Zhan
3、gZhanyi暋LiuJie1.NortheasternUniversity,Shenyang,1100042.ShenyangInstituteofChemicalTechnology,Shenyang,110142Abstract:Anauditorymodel,ZCPAmodel,wasintroducedtothefeatureextractionformechanicalfaultdiagnosis.ThebasicprinciplesofZCPAmodelwereintroduced.Accordingtothecharacteristicsof
4、vibrationsignalanalysisinmechanicalfaultdiagnosis,ZCPAmodelwasadjusted.Thefirstadjust灢mentwastoreplacelogarithmfunctionbySfunctionformodelingtheinnerhaircellsincochlea,andtheotherwasdistributingfrequencybinsonfrequencyaxiswiththewidthoffrequencybinpropor灢tionablyincreasing.Furtherm
5、ore,thebasilarmembranewasmodeledbyGammatonefilterbank.TotesttheperformanceofZCPAmodelinfeatureextraction,theexperimentsoffourkindsofrotorfaultswerecarriedoutandthemeasuredvibrationsignalswereprocessedbyZCPAmodel.TheoutputsofZCPAmodel,theresultsoffeatureextraction,showthattheZCPAmod
6、elcanrepresentdifferentfaultsonlyusingafewnumbersofvalue(16valueshere),andthestabilityandcoherenceforsametypefaultsaresatisfactory.ThenitisquitepossiblethatZCPAmodelorsomeotherauditorymodelsmaybeappliedtoengineeringpractice.Keywords:faultdiagnosis;featureextraction;auditorymodel;ZC
7、PA(zero-crossingswithpeak-amplitudes)model0暋引言特征提取是机械故障诊断的重要环节,其目人类听觉系统拥有十分强大的信号分析、处的是从信号中提取出能够区别不同故障的特征信理与识别能力[1飊2],而且一些功能是现有信号分析息,核心工作是信号分析与处理。而人类听觉系方法所无法实现的,因此,相对于现有的各种信号统的中耳、内耳和听神经网络能够逐级提取和精分析方法,听觉系统的运行机制必然具有其独特简声音信号的特征信息,从而保证听觉中枢对声音信号进行迅速准确的识别、理解和跟踪。同时,性和先进性,所以,建立并应用听觉系统的数学模考虑
8、到声音信号的根源是物体的振动,振动信号型(听觉模型)
