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计量学报  2019, Vol. 40 Issue (6): 1077-1082    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2019.06.22
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基于经验模态分解和主成分分析的滚动轴承故障诊断研究
汪朝海,蔡晋辉,曾九孙
中国计量大学 计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
Research on Fault Diagnosis of Rolling Bearing Based on Empirical Mode Decomposition and Principal Component Analysis
WANG Chao-hai,CAI Jin-hui,ZENG Jiu-sun
Institute of Precision Measurement and Control, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018, China
全文: PDF (654 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对传统的振动信号特征提取效率低、诊断时间较长等问题,提出了基于经验模态分解与主成分分析的滚动轴承故障诊断方法。首先利用经验模态分解将振动信号分解为有限个本征模函数和一个残差函数,提取主要的本征模函数能量及其局部平均频率特征,最后将复合特征向量作为主成分分析分类器的输入,完成对故障的识别。实验结果表明:复合特征向量能够有效地反映轴承的运行状态;相比于BP神经网络、支持向量机、K-近邻算法,主成分分析分类法不仅能够准确地识别故障,而且训练时间短、使用方便。
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作者相关文章
汪朝海
蔡晋辉
曾九孙
关键词 计量学滚动轴承故障诊断经验模态分解主成分分析特征提取    
Abstract:In order to solve the problems of low efficiency and long diagnosis time of traditional vibration signal feature extraction, a rolling bearing fault diagnosis method based on empirical mode decomposition and principal component analysis were proposed. Firstly, the empirical mode decomposition was used to decompose the vibration signal into a finite number of intrinsic mode functions and a residual function to extract the energy of the main intrinsic mode functions and their local average frequency characteristics. Finally, the composite feature vector was used as the input of principal component analysis classifier to complete the fault identification. The experimental results showed that the composite eigenvector can effectively reflect the running state of the bearing. Compared with BP neural network, support vector machine and K-nearest neighbor algorithm, principal component analysis classification not only can accurately identify faults, but also has the advantages of short training time and convenient use.
Key wordsmetrology    rolling bearing    fault diagnosis    empirical mode decomposition    principal component analysis    feature extraction
收稿日期: 2018-07-25      发布日期: 2019-10-10
PACS:  TB936  
  TB973  
基金资助:国家重点研发计划(2018YFF0214700); 浙江省舟山市科技计划(2017C12036)
通讯作者: 蔡晋辉(1974-), 男, 浙江金华人, 中国计量大学教授, 博士, 主要从事车间物联网与自动视觉检测方面的研究。Email: 349666768@qq.com     E-mail: 1625670919@qq.com
作者简介: 汪朝海(1991-),男,安徽蚌埠人,中国计量大学在读硕士研究生,研究方向为设备故障诊断与分析。Email: 1625670919@qq.com
引用本文:   
汪朝海,蔡晋辉,曾九孙. 基于经验模态分解和主成分分析的滚动轴承故障诊断研究[J]. 计量学报, 2019, 40(6): 1077-1082.
WANG Chao-hai,CAI Jin-hui,ZENG Jiu-sun. Research on Fault Diagnosis of Rolling Bearing Based on Empirical Mode Decomposition and Principal Component Analysis. Acta Metrologica Sinica, 2019, 40(6): 1077-1082.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2019.06.22     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2019/V40/I6/1077
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