基于机器学习的滚动轴承智能故障诊断方法研究
发布时间：2020-12-13 02:51
滚动轴承因其摩擦阻力小、互换性好、灵活度高而被广泛应用于机械设备中,其良好运转与否对机械设备运行安全具有十分重要的意义。为了尽可能地避免或减少滚动轴承对机械设备运行故障的影响,针对传统故障诊断方法的不足,本文应用机器学习相关理论对滚动轴承的智能故障诊断方法做了深入研究。具体内容如下:（1）介绍了滚动轴承的典型结构和常见失效形式,研究了滚动轴承的振动机理,从运动学角度推导了滚动轴承的特征频率,并从信号处理角度分析了滚动轴承振动信号常用的时域和频域特征。（2）针对滚动轴承智能故障诊断中传统神经网络容易造成过拟合、局部最优等问题,提出了一种思维进化算法优化BP神经网络的方法。以常用振动信号的时域、频域特征参数作为思维进化算法优化BP神经网络模型的输入,对轴承故障类型及故障程度进行智能故障诊断,对比分析了算法优化前后的结果。（3）针对滚动轴承智能故障诊断中处理故障样本时因样本数据量过大及算法结构单一问题而导致故障多分类精度较低的问题,提出了一种特征降维与随机森林相结合的方法。以常用振动信号的时域、频域特征参数作为特征将维随机森林方法的输入,对轴承故障类型及故障程度进行智能故障诊断,并与SVM、...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动轴承的基本结构
到滚动轴承中导致滚动轴承失效。滚动轴承的故障影响因素结构特性加工或装配不当运行故障共振不平衡其他部件作用图 2-2 滚动轴承故障影响因素Fig.2-2 Factors affecting the failure of rolling bearings轴承故障影响因素的差异性，在不同工作条件下，滚动轴：剥落：轴承运转过程中，在交变载荷的作用下滚动体在滚度增大，在滚动体与滚道经常接触的地方会造成裂纹，这表面金属剥落，产生一些不规则的剥落坑，也叫点蚀。
图 2-4 磨损失效Fig.2-4 Wear Failure蚀：轴承运转过程中，内部电流产生的电火花容易使得轴承或过量的润滑油也会产生化学腐蚀，还有就是轴承内部元件蚀。图 2-5 腐蚀失效Fig.2-5 Corrosion Failure裂：轴承制造或使用过程中，由于热处理加工不当或者轴承造成轴承断裂或产生裂纹，还有就是当载荷过大或润滑不当
【参考文献】：
期刊论文
[1]冶金机械设备安装的关键问题研究[J]. 郭建生. 现代制造技术与装备. 2018(12)
[2]基于短时傅里叶变换和卷积神经网络的轴承故障诊断方法[J]. 李恒,张氢,秦仙蓉,孙远韬. 振动与冲击. 2018(19)
[3]混沌粒子群优化RVM的滚动轴承早期故障诊断[J]. 陈法法,刘帅,肖文荣,陈保家,杨勇. 电子测量与仪器学报. 2018(08)
[4]基于EMD和相关系数法的列车滚动轴承故障诊断方法研究[J]. 杨琦,陈智才. 电力机车与城轨车辆. 2018(03)
[5]基于字典原子优化的滑动轴承摩擦状态识别[J]. 魏伟,刘鹏. 电子测量与仪器学报. 2018(05)
[6]滚动轴承实时智能故障诊断算法研究[J]. 陈科,顾森茂,郑红梅. 电子测量与仪器学报. 2018(01)
[7]航空机械设备检修面临的问题分析[J]. 戴沅均. 内燃机与配件. 2018(01)
[8]优化支持向量机及其在智能故障诊断中的应用[J]. 王保建,张小丽,傅杨奥骁,陈雪峰. 振动.测试与诊断. 2017(03)
[9]概率神经网络用于机匣振动故障诊断[J]. 杨一舟,蒋东翔. 机械科学与技术. 2016(12)
[10]时域新指标和PNN在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 李文峰,戴豪民,许爱强. 机械科学与技术. 2016(09)
博士论文
[1]DNN-HMM语音识别声学模型的说话人自适应[D]. 薛少飞.中国科学技术大学 2015
[2]面向城轨列车走行安全的轴承在途故障诊断研究[D]. 姚德臣.北京交通大学 2015
硕士论文
[1]基于堆栈降噪自编码的轴承故障诊断方法研究[D]. 胡俊.华东交通大学 2017
[2]滚动轴承复合故障机理及振动模型研究[D]. 董振振.哈尔滨工业大学 2015
[3]城轨列车走行部滚动轴承故障诊断算法研究[D]. 张坤.北京交通大学 2015
[4]基于不确定性及模糊推理的智能制造专家系统研究与实现[D]. 崔巍.天津大学 2014
[5]滚动轴承故障特征提取与应用研究[D]. 马川.大连理工大学 2009
[6]基于LabVIEW的回热系统远程状态监测与智能故障诊断系统研究[D]. 刘伟.长沙理工大学 2009
[7]基于LabVIEW的轴承状态监测及故障诊断系统实现[D]. 柴慧霞.太原理工大学 2008
[8]基于LabVIEW的虚拟仪器及其在轴承测振仪中的应用[D]. 阎晓伟.太原理工大学 2008
[9]基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发[D]. 王剑.哈尔滨理工大学 2004
本文编号：2913753
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动轴承的基本结构
到滚动轴承中导致滚动轴承失效。滚动轴承的故障影响因素结构特性加工或装配不当运行故障共振不平衡其他部件作用图 2-2 滚动轴承故障影响因素Fig.2-2 Factors affecting the failure of rolling bearings轴承故障影响因素的差异性，在不同工作条件下，滚动轴：剥落：轴承运转过程中，在交变载荷的作用下滚动体在滚度增大，在滚动体与滚道经常接触的地方会造成裂纹，这表面金属剥落，产生一些不规则的剥落坑，也叫点蚀。
图 2-4 磨损失效Fig.2-4 Wear Failure蚀：轴承运转过程中，内部电流产生的电火花容易使得轴承或过量的润滑油也会产生化学腐蚀，还有就是轴承内部元件蚀。图 2-5 腐蚀失效Fig.2-5 Corrosion Failure裂：轴承制造或使用过程中，由于热处理加工不当或者轴承造成轴承断裂或产生裂纹，还有就是当载荷过大或润滑不当
【参考文献】：
期刊论文
[1]冶金机械设备安装的关键问题研究[J]. 郭建生. 现代制造技术与装备. 2018(12)
[2]基于短时傅里叶变换和卷积神经网络的轴承故障诊断方法[J]. 李恒,张氢,秦仙蓉,孙远韬. 振动与冲击. 2018(19)
[3]混沌粒子群优化RVM的滚动轴承早期故障诊断[J]. 陈法法,刘帅,肖文荣,陈保家,杨勇. 电子测量与仪器学报. 2018(08)
[4]基于EMD和相关系数法的列车滚动轴承故障诊断方法研究[J]. 杨琦,陈智才. 电力机车与城轨车辆. 2018(03)
[5]基于字典原子优化的滑动轴承摩擦状态识别[J]. 魏伟,刘鹏. 电子测量与仪器学报. 2018(05)
[6]滚动轴承实时智能故障诊断算法研究[J]. 陈科,顾森茂,郑红梅. 电子测量与仪器学报. 2018(01)
[7]航空机械设备检修面临的问题分析[J]. 戴沅均. 内燃机与配件. 2018(01)
[8]优化支持向量机及其在智能故障诊断中的应用[J]. 王保建,张小丽,傅杨奥骁,陈雪峰. 振动.测试与诊断. 2017(03)
[9]概率神经网络用于机匣振动故障诊断[J]. 杨一舟,蒋东翔. 机械科学与技术. 2016(12)
[10]时域新指标和PNN在滚动轴承故障诊断中的应用[J]. 李文峰,戴豪民,许爱强. 机械科学与技术. 2016(09)
博士论文
[1]DNN-HMM语音识别声学模型的说话人自适应[D]. 薛少飞.中国科学技术大学 2015
[2]面向城轨列车走行安全的轴承在途故障诊断研究[D]. 姚德臣.北京交通大学 2015
硕士论文
[1]基于堆栈降噪自编码的轴承故障诊断方法研究[D]. 胡俊.华东交通大学 2017
[2]滚动轴承复合故障机理及振动模型研究[D]. 董振振.哈尔滨工业大学 2015
[3]城轨列车走行部滚动轴承故障诊断算法研究[D]. 张坤.北京交通大学 2015
[4]基于不确定性及模糊推理的智能制造专家系统研究与实现[D]. 崔巍.天津大学 2014
[5]滚动轴承故障特征提取与应用研究[D]. 马川.大连理工大学 2009
[6]基于LabVIEW的回热系统远程状态监测与智能故障诊断系统研究[D]. 刘伟.长沙理工大学 2009
[7]基于LabVIEW的轴承状态监测及故障诊断系统实现[D]. 柴慧霞.太原理工大学 2008
[8]基于LabVIEW的虚拟仪器及其在轴承测振仪中的应用[D]. 阎晓伟.太原理工大学 2008
[9]基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发[D]. 王剑.哈尔滨理工大学 2004
本文编号：2913753
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