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机械强度2024年第03期:基于SAVMD与CNN结合的轴承故障诊断方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:宋春生;梁亚茹;鲁妮芳;杜刚;贾博;

单位:武汉理工大学机电工程学院;

摘要:由于长期受到复杂环境和设备的噪声信号干扰,旋转机械中轴承的早期不稳定、非线性的故障信号被掩盖,无法准确捕捉原始振动信号的故障特征,正确识别故障类型。针对现在故障状态的缺点,通过研究变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)法中的参数[K,α],使用物理系统退火的方式来选取全局优解,提出了模拟退火变分模态分解(Simulated Annealing Variational Mode Decomposition,SAVMD)的特征提取方法。用加权峭度评价指标重构本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,将重构信号输入到卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型进行故障分类,再通过美国凯斯西储大学公开的轴承数据集验证所提方法,诊断准确率达99.28%。引入-6 dB的白噪声模拟高斯噪声环境进行验证,准确率达93.6%,结果表明能够在复杂干扰工况下实现故障轴承的诊断分类。

关键词:轴承故障;;变分模态分解;;模拟退火;;特征提取;;故障诊断

基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金(2021IVA117)资助~~