振动与冲击2021,Vol.40Issue(1) :110-118,126.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.01.015

参数优化变分模态分解与多域流形学习的行星齿轮箱故障诊断

Fault diagnosis of planetary gearbox based on parameter optimized VMD and multi-domain manifold learning

王振亚 姚立纲 戚晓利 张俊 郑近德
振动与冲击2021,Vol.40Issue(1) :110-118,126.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.01.015

参数优化变分模态分解与多域流形学习的行星齿轮箱故障诊断

Fault diagnosis of planetary gearbox based on parameter optimized VMD and multi-domain manifold learning

王振亚 1姚立纲 1戚晓利 2张俊 1郑近德2
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作者信息

  • 1. 福州大学机械工程及自动化学院,福州350116
  • 2. 安徽工业大学机械工程学院,马鞍山243032
  • 折叠

摘要

针对行星齿轮箱特征提取困难的问题,提出一种基于参数优化变分模态分解与多域流形学习的故障诊断方法.首先,利用樽海鞘群优化变分模态分解(SSO-VMD)对信号进行分解与重构,降低噪声干扰;然后,从多域提取故障特征,并采用改进监督型自组织增量学习神经网络界标点等度规映射(ISSL-Isomap)算法进行降维处理,获取低维故障特征;最后,运用人工蜂群优化支持向量机(ABC-SVM)多故障分类器进行诊断识别.将SSO-VMD与经验模态分解进行对比,仿真信号分析结果验证SSO-VMD的优越性.将所提故障诊断方法应用于行星齿轮箱故障诊断实验分析中,结果表明:多域特征提取效果优于时域、频域和尺度域等单域特征提取效果;ISSL-Isomap降维效果优于等度规映射,t-分布邻域嵌入,线性判别分析,加权等度规映射和监督等度规映射等算法;所提方法故障识别率达到100%,能够有效识别出行星齿轮箱各工况类型.

关键词

变分模态分解/等度规映射/流形学习/支持向量机/行星齿轮箱/故障诊断

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基金项目

国家自然科学基金(51775114)

国家自然科学基金(51275092)

福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台(2014H21010011)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.898
ISSN:1000-3835
被引量14
参考文献量10
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