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作者:杨岗1;卫昱乾2;邓琴3;徐五一3
单位:1.西南交通大学机械工程学院;2.质子汽车科技有限公司;3.西南交通大学唐山研究院
摘要:针对滚动轴承声学信号中的故障特征微弱的问题,提出采用机器学习算法筛选IMF分量并进行信号重构的轴承故障特征增强算法。首先,利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)将原始信号分解成若干本征模函数(IMF);其次将所有IMF分量的时域特征输入到随机森林中进行故障分类,以分类准确率指标作为量化IMF价值大小的可靠度指标,通过设定可靠度阈值,将大于阈值的IMF保留并用来重构特征信号;最后将重构信号的时域特征输入到极限提升树模型(XGBoost)中做故障分类,并与XGBoost对原始信号做故障分类的准确率作对比以验证该方法的效果。结果表明:重构信号的故障分类准确率提升到93.4%,远高于原始信号的87.27%,并且在优化XGBoost的参数后重构信号的故障分类准确率提升到96.6%,证明提出方法能有效增强轴承的故障特征。同时通过实验表明该方法在含噪声情况下也能够增强故障特征。
关键词:机器学习;故障特征增强;牵引电机;完备集合经验模态分解
基金资助:四川省重大科技专项项目(2023ZDZX0011)