基于分块匹配追踪与数据增强的滚动轴承故障诊断研究

发布时间：2020-12-13 05:24

　　现代社会对滚动轴承可靠性的要求越来越高,通过分析轴承故障信号,判定故障部位,对保障机械设备的连续稳定运行具有重要意义。考虑到实际工程中,由于对滚动轴承信号的采集与处理往往不在同一地点进行,致使存在许多需要信号远程采集、传输的情况,例如:高铁、航天飞机等。而传输海量的信号会导致存储、传输设备承受巨大的压力,开展将压缩感知算法应用于轴承故障诊断的研究,对于降低设备压力、实现远程故障诊断具有一定的意义。为了实现滚动轴承远程同步故障诊断,本文研究了一种基于分块匹配追踪的滚动轴承故障诊断技术,主要研究内容如下:首先,针对分块压缩感知算法中,依据经验值分块的故障信号,在重构后存在部分信号块重构效果好、部分信号块重构效果差的问题,提出了一种自适应分块的分块方法。该方法通过短时自相关函数寻找信号的复合周期,将信号复合周期的长度作为故障信号的分块长度,避免不同信号块承载的信息差距过大。通过理论分析与实验验证相结合的方式,证明了提出的自适应分块方法,可有效均衡信号块的稀疏度,保障压缩信号在重构过程中的整体重构效果。其次,针对分段正交匹配追踪(Stagewise Orthogonal Matching Pu... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 滚动故障诊断技术的发展
        1.2.2 压缩感知理论的发展
        1.2.3 重构信号的故障诊断方法
    1.3 项目来源及本文研究内容
        1.3.1 项目来源
        1.3.2 本文研究内容
第2章 压缩感知基本理论
    2.1 引言
    2.2 稀疏矩阵
    2.3 测量矩阵
    2.4 重构算法
第3章 基于自适应分块的分块压缩算法
    3.1 引言
    3.2 自适应分块的基本理论
    3.3 自适应分块的仿真分析
    3.4 自适应分块的实验验证
    3.5 本章小结
第4章 前向后向分段正交匹配追踪算法
    4.1 引言
    4.2 前向后向分段正交匹配追踪算法的基本理论
    4.3 前向后向分段正交匹配追踪算法的仿真分析
        4.3.1 有效支撑集与无效支撑集仿真分析
        4.3.2 前向后向分段正交匹配追踪算法仿真
    4.4 前向后向分段正交匹配追踪算法的实验验证
        4.4.1 基于FBSt OMP算法的滚动轴承故障信号重构
        4.4.2 基于自适应分块的FBSt OMP算法的滚动轴承故障信号重构
        4.4.3 自适应分块的FBSt OMP算法在混合故障中的应用
    4.5 本章小结
第5章 基于数据增强的故障诊断方法
    5.1 引言
    5.2 数据增强方法的基本理论
        5.2.1 AR模型
        5.2.2 冲击成分增强
        5.2.3 时域特征量增强
        5.2.4 极限学习机分类器
        5.2.5 算法流程图
    5.3 数据增强方法的仿真分析
    5.4 数据增强方法的实验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介



本文编号：2913980