基于EMD小波包和ANFIS的滚动轴承故障诊断-论文.pdf

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用基于EMD小波包和ANFIS的滚动轴承故障诊断张霆，张友鹏ZHANGTing，ZHANGYoupeng兰州交通大学自动化与电气工程学院，兰州730070SchoolofAutomatic&ElectricalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070，ChinaZHANGTing，ZHANGYoupeng．ApplicationofEMD-waveletpa

2、cketandANFISforrollingbearingfaultdiagnosis．ComputerEngineeringandApplications，2013，49(21)：230—234．Abstract：Inordertodiagnoserollingbearing’Sthreefaulttypesmoreeffectivelysuchasinnerracefault，outerracefaultand，ballsfault，amethodthatAdaptiveNeuro—FuzzyI

3、nferenceSystems(ANFIS)andwaveletpacketde—noisingbasedonEmpiricalModeDecomposition(EMD)isproposed．Asthesignalsareoftencorruptedbynoise，SOtheyarede—noised，andpreprocessedsignalsareinvestigatedusingANFISanalysis．Theresultsshowthatthewaveletpacketde—noisin

4、gbasedonEMDcanimprovetheSignal—to·NoiseRatio(SNR)effectively．Aftersignalsarepreprocessed．theresultofANFISanal3rsisshowsthataverageerrorislow．Itcandiagnosethethreefaulttypesabove—mentionedbetter．Keywords：rollingbearing；EmpiricalModeDecomposition(EMD)：wa

5、veletpacketde—noising；AdaptiveNeuro—FuzzyInferenceSystems(ANFIS)：faultdiagnosis摘要：为了有效识别出滚动轴承的内圈故障、外圈故障、滚动体故障三种故障类型，提出一种基于经验模态分解EMD的小波包去噪和自适应神经模糊推理系统ANFIS的诊断方法。对故障信号进行去噪预处理，对已处理的信号利用ANFIS进行故障识别。结果表明，采用基于ENID的小波包去噪方法能有效地提高信噪比，在去噪的基础上，采用ANFIS进行故障诊断，诊断结果的

6、误差低，能很好地识别出上述三种故障类型。关键词：滚动轴承；经验模态分解；小波包去噪；自适应神经模糊推理系统；故障诊断文献标志码：A中图分类号：THl13．1doi：10．3778／j．issn．1002—8331．1304．02201引言种基于信号局部特征的新的信号处理方法，它将一个复杂对于非平稳振动信号，有很多方法可以对其进行分析的信号分解成若干本征模态函数(IMF)，适用于非线性、非处理。传统的信号分析方法是Fourier变换，但是它无法体平稳信号的分析处理。本文结合EMD和小波包两者的现信号的

7、时频局域性质，它只能完全在时域体现一个信号优点，以滚动轴承故障特征信号为对象，对噪声进行预处的性质，或者完全在频域体现，而时频局域性恰恰是非平理，然后采用自适应神经模糊推理系统对轴承的外圈故障、稳信号最根本、最重要的性质。为了更好地分析和处理非内圈故障、滚动体故障进行特征提取与诊断，能够较好地平稳信号，人们提出了一系列的信号分析理论：短时傅里区分几种典型故障。叶变换、时频分析、Oabor变换、小波变换等。其中小波变换作为一种非平稳信号分析与处理的工具，具有很好的时2去噪预处理频局域性质，近年来被广泛

8、应用在去噪领域中。西安交通2．1小波包大学的何晓霞等It]利用连续小波变换对滚动轴承进行了故在多分辨分析中，小波变换是把一个空间分解为一个障诊断；NikolaouNG等利用小波包对滚动轴承进行了尺度子空间和一个小波子空间，。用一个新的空间故障诊断。但是故障信号在信噪比很低的情况下，有用信来表示上述两个子空间和，，为了更好地对作进号幅值很小，噪声信号会完全“淹没”有用信号，这时采用小波分析去噪的效果不太理想。经验模态分解(EMD)是一一步的分解，令基金项目：甘肃省科技支