基于小波域广义高斯分布轴承故障诊断方法.pdf

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1、第45卷第2期机械工程学报Vol.45No.22008年2月CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGFeb.2008*基于小波域广义高斯分布的轴承故障诊断方法陶新民1徐晶2杜宝祥1徐勇1（1.哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001）(2.黑龙江科技学院数力系哈尔滨150027)摘要：针对基于小波能量谱和能量谱熵的故障诊断方法要求小波分解系数基本符合高斯分布这一不足，提出一种基于小波系数广义高斯分布(GGD)参数特征的故障诊断方法。提出的方法首先分析了轴承振动信号多尺度小波分解系数的

2、统计特征，利用广义高斯分布模型对信号的小波分解系数直方图进行拟合，采用最大似然估计方法确定模型参数并以此作为信号特征实现故障诊断。将建议的方法与基于小波能量谱、能量谱熵及小波包的方法进行比较，结果验证了设计思想的正确性和算法的高效可检测性。试验最后从小波基、窗口宽度和分类器三个层面对建议方法诊断性能的影响进行分析，结果表明提出的方法具有很强的稳定性和鲁棒性。关键词：故障诊断小波能量谱广义高斯分布最大似然估计方法中图分类号：TG156BearingFaultDiagnosisBasedonWavelet-domainGenera

3、lizedGaussianDistribution1211TAOXinminXUJingDUBaoxiangXUYong（1．CollegeofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，2．DepartmentofMathematicsandMechanics，HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology，Harbin150027）Abstract：Inordertoa

4、voidthepracticalproblemsthattraditionalwaveletenergyspectrumasthecharacteristicsisinsufficientforthediagnosisinferinbearingfaultdetection,anovelfaultdiagnosismethodbasedonthewavelethistogramsignatureswhichcaptureallthefirstorderstatisticsusingamodelbasedongeneralize

5、dGaussiandistribution(GGD)ispresented.Inthismethod,thestatisticsfeaturesofthemulti-scalewaveletcoefficientsgeneratedbythewaveletdecompositionofthesignalsareanalyzed,thedetailwavelethistogramofthebearingvibrationsignalscanbecharacterizedbytheGeneralizedGaussiandistri

6、bution.Theparametersofthismodelasdiagnosisfeaturesareintroducedtocompletelydescribethewaveletcoefficients’first-orderstatistics.Thescaleandshapeparametersofthemodelareestimatedbythemaximumlikelihoodmethod.Theinfluenceofthedifferentwaveletbasisanddifferentwindowsizes

7、onthedetectionperformancebasedonthemulti-scaleshapeandscaleofthemodelisanalyzed.Theperformanceofdetectionoftheproposedmethodwiththemethodsbasedonthewaveletenergyspectrumandwaveletenergyspectrumentropyiscompared.Theresultsshowtherelativeeffectivenessoftheintroducedfe

8、aturesetsinthedetectionofthebearingconditionswithsomeconcludingremarks.Theeffectsofthewaveletbaseselection,windowwidthandclassifieronthepr