基于MF-DFA与PSO优化LSSVM的滚动轴承故障诊断方法.pdf

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1、振动与冲击第34卷第11期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK基于MF—DFA与PSO优化LSSVM的滚动轴承故障诊断方法熊庆，张卫华(西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都610031)摘要：针对滚动轴承故障损伤程度难以确定的问题，提出对滚动轴承不同故障位置、不同损伤程度的振动信号进行故障特征提取及智能分类的故障诊断方法。先对各状态振动信号进行MF-DFA分析，选取敏感性及稳定性最好的二种多重分形谱参数作为故障特征量，然后输入到经过PSO参数优化的LSSVM中进行故障诊断。通过仿真试验、应用实例验证了该方法的有效性，并与LSSVM、SVM方法的诊断

2、结果进行比较。结果表明：所提方法可实现滚动轴承故障位置及损伤程度的智能诊断，比直接LSSVM、SVM方法具有更优的泛化性，适合解决实际工程问题。关键词：滚动轴承；故障诊断；多重分形去趋势波动分析；粒子群优化算法；最小二乘支持向量机中图分类号：TN911．7；TH133．3文献标志码：ADOI：10．13465／j．cnki．jVS．2015．11．033RollingbearingfaultdiagnosismethodusingMF—DFAandLSSVMbasedonPSO、XIONGQing，ZHANGWei—hua(StateKeyLaboratoryofTr

3、actionPower，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Whenarollingbearingfails，itisusuallydifficulttodetermineitsdamageleve1．Aimingatthisproblem，anewfaultdiagnosismethodwaspresentedtoachievefeatureextractionandintelligentclassificationofdifferentfaultpositionsanddamagelev

4、elsforrollingbearingvibrationsignals．Firstly，MF—DFAwasusedtocomputethemulti—fractalspectraofvibrationsignalsundereachstatus．Next，twomulti—fraetalspectrum’Sparametersbeingthemostsensitiveandstablewereselectedandemployedasfaultfeaturevalues．ThenfeaturevalueswereregardedastheinputofLSSVMba

5、sedonPSOforjudgingrollingbeatingfaultRositionanditsdamageleve1．Finally，theefectivenessofthemethodwasverifiedwithsimulationtestingandactualexample，andtheresultswerecomparedwiththoseofotherrelatedmethods．Theresultsshowedthatthepresentedmethodcanaccuratelyrealizetheintelligentdiagnosisofro

6、llingbearingfaultpositionanddamagelevel，ithasabettergeneralizationthanthedirectLSSVMandSVMdo，anditissuitableforsolvingpracticalengineeringproblems．Keywords：rollingbearing；faultdiagnosis；multi-fractaldetrendedfluctuationanalysis；particleswarm；Optimization(PSO)algorithm；leastsquaresupport

7、vectormachine(LSSVM)滚动轴承是旋转机械的关键零部件，在其使用过在特征提取方法方面，包络分析、谱峭度、WVD、WT、程中，会经历从正常到失效的过程。了解滚动轴承性EMD都被广泛的应用于滚动轴承的状态监测与故障诊能退化过程，掌握故障损伤程度，能有效的指导轴承维断中。但它们具有各自的缺点J，若用于复杂信号的护，节约生产或运营成本¨J。对于滚动轴承的故障诊处理，结果通常不稳定。Kantelhardt等在单分形的断，已有的研究成果主要集中于定性诊断，即滚动轴承基础上，提出了多重分形去趋势波动分析(MF—DFA)。故障位置的确定。而定量诊断，