HHT与SVM在离心泵故障振动信号处理中的应用

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1、20Q9年4月Apr．2009第37卷第2期(总第201期)Vo1．37No．2(Ser．No．201)HHT与SVM在离心泵故障振动信号处理中的应用ApplicationofHilbert—HuangTnmsformandSupportVectorMachinesinVibrationSignalsProzessingforCentrifugalPump洪君，樊志华，李玉婷(1．大唐户县第二发电厂，陕西西安710302；2．延安大学西安创新学院，陕西西安710100)摘要：提}{I了希尔伯特一黄变换HHT和支持向量机；VM相结合的离心泵振动信号故障诊断方法。首先将离心泵振动信号

2、时序列数据经验模态分解EMI)，然后经过HHT获得各模态的能量，并以“能量比”为元素，构造离心泵振动信号的特征向量，用SVM方法训练测试样本获绢了很好的分类效果。实验结果表明该方法对离心泵振动信号具有很高的诊断率。关键词：离心泵；希尔伯特一黄变换；支持向量机；故障：断Abstract：AnewvibrationsignalfaultdiagnosismetlodforcentrifugalpumpwiththecombinationofHilbert—HuangTransform(HHT)andsupportvectormachims(SVM)wasputforward．Firs

3、t。centrifugalpumpvibrationsignalstimesequencedataintrinsticmodefunctionIMF)weredecomposedbyempiricalmodedewmposition(EMD)·andtheenergyofeachmodewas‘acquiredbHHT．Thecharactervectorofcentrifugalpumpvibrationsignalwasconstructedbasedonenergyratio．SVMtestingonsamplespecimensshowedgoodclassificati

4、onresultsandhighvibrationdiagnosingrate．Keywords：centrifugalpump；Hilbert—Huangtransforn；supportvectormachines(SVM)；faultdiagnosis中图分类号：TH311文献标识码：A：C章编号：1009—53O6(20O9)O2—0026—04当离心泵出现故障时，其振动信号的能量会发较好地解决了小样本、非线性和高维模式识别等实生变化，这种变化主要表现在能量随着时间和频率际问题，并克服了神经网络学习方法中网络结构难的分布上“j。在振动信号的时频分析方法中，小波分以确定、收

5、敛速度慢、局部极小点、过学习与欠学习析对信号在时域和频域上作精确分析会有较大匿以及训练时需要大量数据样本等不足，大大提高了难；一旦选择了小波基和分解尺度，所得到的结罘学习方法的推广能力，本文提出了希尔伯特一黄变换是：某一固定频率段的信号只与信号的采样频率有HHT和SVM相结合的离心泵振动信号故障诊断关而与信号本身无关，从这一点上来讲小波分析不方法，可以有效地对故障进行诊断。具有自适应性。因此黄锷等提出的一个新数据处理方法：经验1‘HHT原理及特征向量的定义模态分解EMD方法，基于信号的局部特征时间尺度，能把复杂信号函数分解为有限的固有模态函数HHT∞。假设任何一个信号都是由许多I

6、MF组IMF之和。由于该方法是依据信号本身的信息进行成，任意时刻，一个信号都可以包含许多固有模态信的分解，得到的IMF通常是数量有限的，而且表瑚号，其中固有模态信号应满足以下2个条件：在整了信号内含的真实物理信息，同时分解得到各个个数据中极值的个数必须与过零点的个数相等或至IMF分量都是平稳的，因此EMD方法是自适应多相差1；在任何一点，由局部极大值确定的信号包信号处理方法，非常适合非线性和非平稳过程。络和局部极小值确定的包络的平均值为零。支持向量机SVM是在有限样本统计学习理论在HHT中描述信号的基本量是瞬时频率IF，SIT基础上发展的一种新的机器学习方法。sVM这是与其他信号

7、处理方法的本质区别，而瞬时频率收稿日期：2009—02一l1作者简介：洪君(1977一)，男，硕士研究生，主要从事锅炉}修工作。·26·2009年4月吉林电力Apr．2009第37卷第2期(总第201期)JilinElectricPowerVo1．37No．2(Ser．No．201)对每一个IMF都有实际意义。IF可以通过HHT求试面，水平安装非接触电涡流位移传感器测取轴向得。为了利用HHT方法实现离心泵振动信号的诊位移。系统分别测取泵的正常状态、质量不平衡、转断，现定义分解后各