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基于FCMMWPE-BSASVM组合算法的调心球轴承故障诊断研究

张昭晗 齐俊平 李峰 崔金巍

张昭晗, 齐俊平, 李峰, 崔金巍. 基于FCMMWPE-BSASVM组合算法的调心球轴承故障诊断研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 15-19. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.002
引用本文: 张昭晗, 齐俊平, 李峰, 崔金巍. 基于FCMMWPE-BSASVM组合算法的调心球轴承故障诊断研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 15-19. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.002
ZHANG Zhaohan, QI Junping, LI Feng, CUI Jinwei. Research on fault diagnosis of self-aligning ball bearing based on FCMMWPE-BSASVM combined algorithm[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 15-19. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.002
Citation: ZHANG Zhaohan, QI Junping, LI Feng, CUI Jinwei. Research on fault diagnosis of self-aligning ball bearing based on FCMMWPE-BSASVM combined algorithm[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 15-19. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.002

基于FCMMWPE-BSASVM组合算法的调心球轴承故障诊断研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.002
基金项目: 河南省高等学校重点科研项目(20B413011);河南省科技攻关项目(192102210250)
详细信息
    作者简介:

    张昭晗,女,1975年生,硕士,副教授,研究方向为电气工程,已发表论文3篇,周口市青年科技专家。E-mail:zzh19750426@126.com

    通讯作者:

    张昭晗,女,1975年生,硕士,副教授,研究方向为电气工程,已发表论文3篇,周口市青年科技专家。E-mail:zzh19750426@126.com

  • 中图分类号: TH165

Research on fault diagnosis of self-aligning ball bearing based on FCMMWPE-BSASVM combined algorithm

  • 摘要: 为了提高机械旋转系统上调心球轴承特征提取和故障识别能力,设计了一种精细复合多元多尺度加权排列熵(fine composite multivariate multi-scale weighted permutation entropy, FCMMWPE)与天牛须搜索支持向量机算法(beetle antennae search algorithm-supportvectormachine, BSASVM)相结合的故障特征提取方法,并采用等度规映射(Isomap)进行故障识别,最后开展故障诊断实例分析。研究结果表明:采用FCMMWPE算法处理状态熵值达到最高,形成更平滑的熵值曲线,广义粗粒化方法具备明显优势。轴承产生局部故障时,形成具有规律特征的振动信号,表明采用FCMMWPE提取调心球轴承故障特征满足可靠性条件并具备明显优势。对文章构建的FCMMWPE与Isomap特征集进行运行故障识别时实现了99.9%的准确率,实现调心球轴承故障高效识别。BSASVM满足更优的故障识别性能,具备更优的模式识别性能和更高处理效率。该研究可以拓宽到其他的机械传动领域,具有很好的应用价值。

     

  • 图  1  FCMMWPE算法流程

    图  2  改进SVM流程

    图  3  调心球轴承故障诊断流程

    图  4  调心球轴承故障诊断实验平台

    图  5  时域波形

    图  6  熵值均值曲线

    图  7  识别结果

    图  8  调心球轴承故障诊断模型

    表  1  平均识别时间

    分类器平均识别时间/s分类器平均识别时间/s
    PSO-SVM2.283SVM5.582
    SA-SVM4.734改进SVM0.284
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-04
  • 录用日期:  2022-08-11
  • 网络出版日期:  2022-10-28

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