基于二次奇异值分解和最小二乘支持向量机的轴承故障诊断方法.pdf

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1、JournalofComputerApplicationsISSN1001。90812014．08．10计算机应用，2014，34(8)：2438—2441，246CODENJYIIDUhttp：／／www．joca．en文章编号：1001．9081(2014)08—2438．04doi：10．11772／j．issn．1001-9081．2014．08．2438基于二次奇异值分解和最小二乘支持向量机的轴承故障诊断方法李葵，范玉刚，吴建德(1．昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明650500；2．云南省

2、矿物管道输送工程技术研究中心，昆明650500)(通信作者电子邮箱likuigood@126．corn)摘要：为了解决奇异值分解(SVD)对不同信号分解的有效奇异值个数不同，而影响故障识别准确性的难题，提出了基于二次SVD和最小二乘支持向量机(LS—SVM)的故障诊断方法。该方法利用奇异值曲率谱自适应选择有效奇异值重构信号，进行二次SVD处理，获得相同个数的正交分量，求解其能量熵，并构造故障特征向量，用于LS-SVM分类模型故障识别。将该方法应用于轴承故障诊断，与利用特定个数的主奇异值作为特征向量的方法相

3、比，准确度提高了13．34％，表明了该方法的可行性和有效性。关键词：二次奇异值分解；最小二乘支持向量机；能量熵；故障诊断中图分类号：TP277文献标志码：ABearingfaultdiagnosismethodbasedondualsingularvaluedecompositionandleastsquaressupportvectormachineLIKui，，FANYugang一，WUJiande'(1．SchoolofInformationEngineeringandAutomation，Kunm

4、ingUniversityofScienceandTechnology,KunmingYunnan650500，China；2．EngineeringResearchCenterforMineralPipelineTransportationofYunnan，KunmingYunnan650500，China)Abstract：Inordertosolvethedificultproblemthatthedifferentnumberofsingularvaluesaffectstheaccuracyof

5、faultidentification，causedbySingularValueDecomposition(SVD)fordiferentsignals．AfaultdiagnosismethodbasedondualSVDandLeastSquaresSupportVectorMachine(Ls·SVM)wasputforward．Theproposedmethodcouldadaptivelychooseefectivesingularvaluesbyusingthecurvaturespectr

6、umofsingularvaluesforreconstructingasigna1．SVDwascarriedoutagaintoacquirethesamenumberoforthogonalcomponentsanditsenergyentropywascalculatedtoconstructthefeaturevector．Finally．itcouldbeusedintheLS—SVMclassificationmodelforfaultidentification．Comparedwitht

7、hemethodofusinglimitedprincipalsingularvaluesasfeaturevector，theresultsshowthattheproposedmethodappliedtothebeatingfaultdiagnosisimprovestheaccuracyof13．34％．Also，itisfeasibleandvalid．Keywords：dualSingularValueDecomposition(SVD)；LeastSquaresSupportVectorMa

8、chine(LS—SVM)；energyentropy；fauhdiagnosis等很多领域都得到了广泛应用。在机械故障诊断领域内，大0引言多将SVD应用于降噪滤波、奇异值分析I9或特征提在机械故障诊断领域内，轴承是各种旋转机械设备中最取l8J，缺乏进一步对故障进行识别的研究。然而，文献[1]为常见，也是最容易损坏的元件之一，其运行状态往往直接影仅简单地选择若干主特征值作为特征向量输入支持向量机响整机的性能。据统计，旋转机械故