应用HHT时频分析与SVM的自动机故障诊断.pdf

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1、第4期机械设计与制造2015年4月MachineryDesign&Manufacture59应用HHT时频分析与SVM的自动机故障诊断潘龙，潘宏侠，马白雪(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：提出了一种运用希尔伯特一黄(HHT)时频多尺度熵和支持向量机(SVM)对某导气式自动机进行故障诊断的方法。通过对其故障机理分析，找到易发生故障的位置；根据理论分析的结果设置了三种故障，采集了自动机的各工况振动信号。针对自动机3-作时的短时冲击信号特征，运用聚合经验模态分解(EEMD)对自动机故

2、障信号进行预处理，再通过Hilbe~变换，计算信号的时频多尺度熵，作为自动机故障诊断的特征量。最后将特征向量输入支持向量机进行故障分类识别，证明了将HHT时频多尺度熵和SVM相结合在自动机故障诊断中的有效性。关键词：自动机；希尔伯特一黄；多尺度熵；支持向量机；故障诊断中图分类号：TH16；TH165+．3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)04—0059—03AutomatonFaultDiagnosisBasedontheHHTTime-FrequencyAnalysisandSV

3、MPANLong，PANHong-xia，MABai-xue(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NoAhUniversityofChina．ShanxiTaiyuan030051，China)Abstract：Amethodwhichisusedtodiagnoseacertaingas-operatedautomatonbyapplyingtheHilbea——Huangtime——freque~ymultiscdeentropyandSuppo~Vecto

4、rMachine(SVM)isproposed．Thefaultmechanismaleanalyzed,anditfinc1．~thepronetofaultlocation．Accordingtotheresultsofthetheoretical,analysisitsetsupthreekind．~offault,andcollectsthevibrations~gnatoftheautomatoninthevariousstates．Theshort—timeimpactsignalfeat

5、ureisgeneratedwhentheautomatonworks．UsingtheEnsembleEmpiricalModeDecomposition(EEMD)andcorrelationcoefficientmethoitpreprocessestheultsignalAftertheHilberttransformation，calculatesthetimequencymuhiscaleentropy,and1L~eSthemtobecharacteristics．Finolly,the

6、featurevectorisinputtothesupportvectormachine．forclogsifcationandrecognitionanditprovesthatcombinationoftheHilbert—HuangtimefrequencymuhiscaleentropyandtheSVMvalidin,theautomaton知uhdiagnosis．KeyWords：Automaton；Hilbert-Huang；Multi-ScaleEntropy；SVM；FaultD

7、iagnosis1引言身管和机匣厚度薄，在研制初期的反复射击实验中，出现自动机本身零部件的磨损，空拨弹故障，弹簧弹性减弱和关节处过脏、锈自动机在规定条件下和规定射击次数内，引起自动机停射蚀或划伤等故障，闭锁卡片、枪击框出现裂纹严重时导致最终断或使自动机不能达到预定功能将被定义为自动机故障。自动机常裂，降低自动机的寿命。见的故障模式有裂纹、断裂、变形、烧蚀、破损、卡弹、空拨弹、窜2．1自动机故障类型设置弹、掉弹、扣机不释放、不击发等【】1。自动机故障诊断研究一般分为根据靶场工作人员的经验和受力分析，本试

8、验采用电火花故障机理研究、故障信号采集、提取特征量、故障分类、故障预防线切割的方法在自动机闭锁片、枪击框上预制裂纹槽，使裂纹在与控制等日。故障信号是故障特征信息的载体，要实现故障的特征射击过程中自动的产生和扩展来产生裂纹、设置故障。实验共提取，对故障信号的完整采集尤为重要。通过HHT时频变换得到设置了3种故障：故障一是在闭锁时容易撞击的地方即在闭锁片多尺度熵，并将其作为自动机故障诊断的特征量。针对时频处理闭锁斜面的圆角处、沿其半径方向设置1．5mm深的裂