基于小波尺度谱重排与小波排列熵的自动机故障诊断.pdf

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1、第36卷第2期火炮发射与控制学报Vol_36NO．22015年6月JOURNALOFGUNLAUNCH&CONTROLJun．2ol5基于小波尺度谱重排与小波排列熵的自动机故障诊断潘宏侠。马百雪。许昕(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：用小波包变换对自动机振动响应信号进行时频分析，提出了对每层小波包系数进行小波尺度谱重排处理，计算了每层小波系数的排列熵，并以此作为自动机短时瞬态冲击时微弱故障信号的特征量，使用支持向量机对特征量进行故障分类识别，结果表明，该方法能有效地提取特征值并识别微弱故障，可较好地

2、解决自动机的故障诊断问题关键词：自动机；小波尺度重排；排列熵；支持向量机；故障诊断中图分类号：TH165．3文献标志码：A文章编号：1673—6524(2015)02—0064—04FaultDiagnosisofAutomaticCannonBasedonWaveletScalogramRearrangementandPermutationEntropyPANHongxia，MABaixue，XUXin(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NorthUniversityofChin

3、a，Taiyuan030051，Shanxi，China)Abstract：Time—frequencyanalysisonthevibrationresponsesignalofautomaticcannonwasstudiedbasedonwaveletpackagetransform，everylayerofwaveletpacketcoefficientswereperformedwaveletscalogramrearrangementandthepermutationentropieswerecalculate

4、d．Takingitascharacteristicquantityofweakfaultsignalofautomaticcannonundershort—timetransientimpact，faultclassificationandrecognitionofcharacteristicquantitywascarriedoutbysupportvectormachine．Theresultsshowthatthismethodcanextractcharacteristicvalue，recognizeweakf

5、aultandsolvethefaultdiagnosisproblemofautomaticcannon．Keywords：automaticcannon；waveletscalogramrearrangement；permutationentropy(PE)；supportvectormachine(SVM)；faultdiagnosis自行火炮作为炮兵现代化的重要标志、现代炮裂纹及磨损的振动响应也很微弱l_】]。而小波包变兵的重要组成部分，于上世纪五十年代已经在我国换通过伸缩和平移运算实现对信号的多尺度细化装甲兵部队

6、中广泛使用，并且逐渐发展为拥有不同分析，可以在时频域内表示信号的局部特征，能有体系和用途的武器装备系列。高速自动机作为小效地提取信号的时频特征量。小波变换的尺度谱口径火炮的核心部件，受高温、高压、工作环境恶劣被认为是拥有一个相对恒定带宽的频谱，是对信号的影响，部件产生磨损、裂纹在所难免，因此必须对时频信息的反映。小波尺度谱重排是对小波尺度自动机进行可靠性监测与故障诊断。谱的一种再分配方法，具有更好的时频集中性和较自动机获得的振动信号往往具有大量的背景少的干扰项，提高了信号时频分布的可读性，且能噪声，属于非平稳、短时瞬态信号

7、，而且一些构件的很好地表现信号中能量较小的微弱信号，利于提取收稿日期：2015一O1—09；修回日期：2015—03—19基金项目：国家自然科学基金项目资助(51175480)；山西省青年科技研究基金资助(2012021014—2)作者简介：潘宏侠(1950一)，男，教授，博士生导师，主要从事兵器测控技术研究。E—mail：panhxl015@163．corn第2期潘宏侠，等：基于小波尺度谱重排与小波排列熵的自动机故障诊断。65。早期故障特征，可以进行信号的时频特征提取、消用途是衡量一维时间序列复杂度。噪处理_3]。排列熵

8、算法的基本原理参考文献[4]。排列熵笔者将小波尺度谱重排应用于自动机故障信的计算流程图如图1所示。号的早期预处理，并结合同样对信号微弱变化特征敏感的排列熵算法作为预处理信号所要提取的特I堕型兰塑笙卜'1笪兰型卜-．1型l征量进行故障诊断。诊断结果表明该方法可以对图1排列熵计算流程图自动机故障进行有效的诊