基于FastICA的大型风力机主轴承故障诊断研究.pdf

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1、2014No．5重型机械·37·基于FastICA的大型风力机主轴承故障诊断研究周昊，陈长征，刘欢，孙鲜明(沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：文章提出了基于FastICA大型风力机主轴承故障诊断方法。根据大型风力机的运行特点，采用负熵最大化判据和牛顿迭代原理实现FastICA算法并将其应用于大型风力机主轴承的故障诊断中。诊断结果表明，该方法可有效地将大型风力机主轴承和轴流风机的振动信号进行分离，从而清晰地看出主轴承的振动特征频率，实现对风力机主轴承的故障诊断。关键词：大型风力机；主轴承；FastICA；故障诊断中图分类号：TH39

2、文献标识码：A文章编号：1001—196X(2014)05—0037—04FaultdiagnosisresearchonlargewindturbinemainbearingbasedonFastICAZHOUHao，CHENChang—zheng，LIUHuan，SUNXian-ming(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityoftechnology；Shenyang110870，China)Abstract：Inthispaper，amodelforfaultdiagnosisoflar

3、gewindturbinemainbearingbasedOilFastICAispresented．Accordingtotheoperatingcharacteristicsoflargewindturbine，FastICAisachievedbynegentropymaximizationcriterionandNewtoniterationtheory，whichisappliedinfaultdiagnosisoflargewindturbinemainbeating．Diagnosisresultsshowthat，thismethod

4、canseparatevibrationsignalscollectedfromlargewindturbinemainbearingandaxialflowblowereffectively．Characteristicsvibration~equencycanbeseenclearlyfromtheseparatedsignal，whichcanachievefaultdiagnosisoflargewindturbinemainbeating．Keywords：largewindturbine；mainbearing；FastICA；fault

5、diagnosis障，将会影响整个风力机组的运行，甚至造成严U刚茜重的安全事故J。因此，及时有效地对大型风大型风力机由于其运行工况复杂、环境恶力机的滚动轴承进行状态监测和故障诊断，对保劣、保养周期长、维修成本高，要求风力机的机证风力机健康安全地运行，提高风力机的运行寿械系统具有较高的可靠性1]。在大型风力机的命具有十分重要的意义。各组成部件中，滚动轴承是最容易损坏的部件之盲源分离是在没有先验知识的前提下，基于一。与风力机的其它部件相比，滚动轴承有一个统计独立的思想从线性混合的观测信号中分离出突出的特点，就是其寿命离散性大。即同样的一独立的信号源l34

6、。。该方法是信号处理领域的一批滚动轴承，有的大大超过设计寿命而依然完好个热点问题，有着广阔的应用空间。独立分量分无损地工作，而有的远未达到设计寿命就出现故析(IndependentComponentAnalysis，ICA)是近期障。而风力机组关键部位的滚动轴承一旦出现故迅速发展起来的一种非常有效的盲源分离技术。目前已提出了多种ICA算法，并且采用这些算法收稿日期：2014—05—16；修订日期：2014—07—10对原始信号进行提取已获得了比较理想的研究结作者简介：周昊(1985一)男，博士研究生，主要研究方向为故障诊断，盲信号处理。果J。Fast

7、ICA是一种比较有效、实用的ICA扩·38·重型机械2014No．5展算法，与其他扩展的ICA算法相比，既具有比据这个原理，可以通过对分离信号的非高斯性判较快的收敛速度，也不要求非常复杂的矩阵运断来确定其相互独立性。当分离信号的非高斯性算。本文拟采用FastlCA算法对大型风力机主最大时，可以认为达到了分离。衡量信号非高斯轴承故障信号进行特征提取，以达到对其实现状性的标准有很多，其中以负熵最为常见。随机变态监测和故障诊断的目的。量Y的负熵定义为N(Y)=H(Y)一H(Y)(5)1独立分量分析(ICA)式中，Y是一个与Y具有相同方差的高斯随机变ICA问

8、题可简单描述为：假定从m个通道获量。因为具有相同方差的随机变量中，高斯随机得m个观测信号，每个观测信号是由个