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机械强度2025年第06期:基于改进共振稀疏分解的滚动轴承早期故障特征提取方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙梦;高丙朋;程静;

单位:新疆大学电气工程学院;

摘要:针对滚动轴承发生早期故障时其故障特征微弱,复杂运行环境下的故障特征容易被噪声淹没的问题,提出了基于改进的人工大猩猩部队(Improved Artificial Gorilla Troops Optimizer, IGTO)算法、优化共振稀疏分解(Resonancebased Sparse Signal Decomposition, RSSD)、多参数与稀疏最大谐波噪声比解卷积(Sparse Maximum Harmonics-to-noise-ratio Deconvolution, SMHD)方法相结合的早期故障诊断方法。首先,以低共振分量的平方包络谱相关峭度(Squared Envelope Spectral Correlated Kurtosis, SE-SCK)负值为目标函数,利用IGTO同时优化RSSD的品质因子Q、权重系数λ和拉格朗日乘子μ,实现小波基函数和耗散函数的最优匹配,以获得富含故障信息的最优低共振分量;其次,将其输入SMHD进行滤波处理;最后,进行包络谱分析提取故障特征。算法对比试验表明,IGTO算法寻优性能显著提高;仿真和XJTU-SY轴承全寿命周期故障信号试验结果表明,所提方法更能有效地提取滚动轴承早期微弱故障特征。

关键词:改进的人工大猩猩部队算法;;共振稀疏分解;;平方包络谱相关峭度;;稀疏最大谐波噪声比解卷积;;早期故障诊断

基金资助:国家重点研发计划项目(2021YFB1506902);; 新疆维吾尔自治区高校基本科研业务费科研项目(XJEDU2023P025)~~