k-均值聚类算法在滚动轴承故障诊断中的应用

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1、吉林农业大学学士学位论文题目名称：K-均值聚类算法在滚动轴承故障诊断中的应用学生姓名：院系：专业年级：指导教师：职称：2013年5月23日目录K-均值聚类算法在滚动轴承故障诊断中的应用I摘要I1前言11.1研究背景11.2研究意义21.3本论文研究数据及内容22K-均值聚类算法32.1聚类算法介绍32.2K-均值聚类算法介绍32.3K-均值聚类算法基本思想42.4相似性度量及聚类准则函数42.6K-均值聚类算法描述52.5K-均值聚类算法过程53实验结果及分析53.1K=2时聚类结果63.2K=4时聚类结果8参考文献11致谢12附录13K-均值聚类算法在滚动轴承故障诊断中的应

2、用姓名：专业：信息与计算科学指导教师：摘要：滚动轴承作为旋转机械中重要的零部件，对整个机械设备的正常工作起到举足轻重的作用，然而滚动轴承又是其中极易损坏的元件之一。据粗略估计，有30%的机械故障是由滚动轴承的故障引起的，因此对滚动轴承故障的诊断对机械的正常工作有重要意义。其中聚类算法在滚动轴承中得到了广泛的应用。聚类算法是数据挖掘领域中非常重要的研究方向，其中K-均值聚类算法是一种简单快速的聚类算法。把K-均值聚类算法应用到滚动轴承故障诊断中可以快速高效的验证实验结果的正确性，做到对错误的检测，从而可以减少经济损失。本文主要运用K-均值聚类算法对实验中提取的滚动轴承故障数据进

3、行聚类分析，以验证实验结果的正确率。关键字：滚动轴承；故障诊断；K-均值聚类；聚类中心TheapplicationofK-meansinfaultdiagnosisofrollingbearingName:Major:InformationandComputingSciencesTutor:Abstract:Astheimportantcomponentsinrotatingmachinery,therollingbearingplaysadecisiverole,buttherollingbearingisoneoftheeasilydamagedcomponents.Ac

4、cordingtotheroughestimate,30%ofthemechanicalfailureiscausedbythefaultofrollingbearing;thereforethediagnosisoftherollingbearingfaulthasimportantsignificance.Theclusteringalgorithmhaswidelyusedinthediagnosisoftherollingbearingfault.Theclusteringalgorithmisaveryimportantresearchdirectionofthed

5、ataminingtechnology,andK-meansisoneoftheclusteringalgorithms,whichiseasyandquick.IfweapplytheK-meanstothefaultdiagnosisoftherollingbearing,wecanverifytheexperimentalresultfastandefficientandalsocandetecttheerror,thereforereducetheeconomicloss.ThistextmainlyappliestheK-meanstoanalyzethedatao

6、fthediagnosisoftherollingbearing,whicharecollectedfromtheIIexperiment,totesttheaccuracyoftheexperiment.Keywords:rollingbearing;faultdiagnosis;K-meansclustering;clustercenterII1前言1.1研究背景滚动轴承是将运转的轴座与轴之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦的，从而达到减少摩擦损失的目的，是一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内环、外环、滚动体与保持架组成，内环与轴相配合并与轴一起旋转；外环与轴承座相配合起到支撑作

7、用；滚动体借助于保持架均匀的将滚动体分布在内环和外环之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。滚动轴承支撑转动的轴以及轴上零件，并保持轴的正常工作位置和旋转精度，滚动轴承使用维护方便，工作可靠，启动性能好，在中等速度下承载能力较高。滚动轴承是机械应用中最为广泛的机械零件，同时，它也是机器中最容易受到破坏的元件。大部分的旋转机械的故障引起都与滚动轴承的状态有关。据不完全统计，在使用滚动轴承的旋转机械之中，大约有30%的机械