基于MIV特征筛选和BP神经网络的滚动轴承故障诊断技术研究
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[Abstract]:The rolling bearing is a common and easy-to-damage component in the rotating machinery, and the quality of the bearing has a great influence on the working condition of the machine. The operation state of the machine directly affects the performance of the whole machine, and once a failure has become an important cause of the failure of the mechanical equipment, according to the statistics,30% of the fault of the rotating machine is caused by the bearing. Therefore, the state monitoring and fault diagnosis of rolling bearing is an important research content of the fault diagnosis of mechanical equipment. In the fault diagnosis of equipment, the characteristic space that constitutes the fault is a very complex non-linear relationship, and it is difficult to establish a mathematical model. The artificial neural network can map any complex non-linear relationship, and has the characteristics of self-learning, self-organization and self-adaptation, and is widely used in the mechanical fault diagnosis. In this paper, an MIV algorithm, a time/ frequency domain analysis method and a BP neural network algorithm are proposed for fault diagnosis of rolling bearing. The following contents are mainly studied: Firstly, the structural characteristics of rolling bearing, the cause of the failure and the basic knowledge of the artificial neural network are introduced, and the original BP neural network is selected as the original of the fault diagnosis of rolling bearing. The signal acquisition system of the rolling bearing is designed, and the vibration data of the normal bearing, the inner ring fault bearing, the outer ring fault bearing and the rolling body fault bearing are collected and processed, as the data sample of the rolling bearing fault diagnosis experiment simulation based on the BP neural network. Secondly, combining with the BP neural network and the MIV algorithm, the time-domain characteristic parameters and the frequency-domain characteristic parameters are screened, and 8 sensitive fault characteristic parameters are obtained according to the simulation result, namely, the magnitude of the MIV value, that is, they can be more reflected. and then selecting a time domain and a frequency domain analysis method to analyze the sensitivity degree of the eight characteristic parameters to the fault characteristic respectively, obtaining the variance, the mean square root value, the peak value, the margin factor, the total power spectrum and the kurtosis coefficient to be most sensitive to the fault, and determining the BP neural network Input. Again, the BP neural network for fault diagnosis of the rolling bearing is designed. The structure of the network is determined. The structure parameters of the BP neural network are determined, and the structure parameters of the BP neural network are analyzed. It mainly includes: activation function, learning algorithm, data pre-processing method, network initial weight and expected error selection, input neuron, hidden layer node number, network learning rate and training coefficient to network performance and finally, using the measured data of the rolling bearing and the designed BP neural network fault diagnosis system, the rolling bearing is The simulation experiment of the obstacle diagnosis is carried out. The training samples and the prediction samples are determined, the fault diagnosis and classification of the bearing are completed, The classification error rate is obtained. The simulation results show the effectiveness of the diagnostic system, and verify the feasibility of the BP neural network for the fault diagnosis of the rolling bearing.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH133.33;TH165.3
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,本文编号:2511760
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