基于混沌奇異譜支持向量機(jī)的滾動(dòng)軸承故障診斷.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中，滾動(dòng)軸承是應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械零件，也是極易損傷的零部件之一，其健康狀況直接關(guān)乎整臺(tái)設(shè)備的安全運(yùn)行和功能實(shí)現(xiàn)。定期維修與拆換不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)還會(huì)極大的影響生產(chǎn)。論文以滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)為研究對(duì)象，研究了基于混沌奇異譜支持向量機(jī)的滾動(dòng)軸承故障診斷法。
　　首先，闡述了軸承的基本構(gòu)造，以及滾動(dòng)軸承主要的故障形式和振動(dòng)原理；對(duì)目前常用的軸承故障診斷技術(shù)進(jìn)行概述。
　　其次，介紹了混沌形成的原因以及混沌吸引子的特性，

2、闡述了相空間重構(gòu)理論、重構(gòu)參數(shù)選擇的常用算法，以及幾種混沌統(tǒng)計(jì)量，對(duì)混沌系統(tǒng)的定性、定量分析起到了關(guān)鍵作用，為認(rèn)識(shí)混沌、理解混沌、分析混沌時(shí)間序列提供有力工具。并以最大Lyapunov指數(shù)為特征量，定量分析軸承振動(dòng)信號(hào)的混沌特性。
　　然后，提出了基于混沌的寬頻譜特性人為選擇小波閾值的方法。通過(guò)對(duì)混沌系統(tǒng)中典型的Lorenz、Duffing系統(tǒng)的時(shí)間序列進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方法相比于其他的小波閾值選擇方法，具有更好的降噪效果

3、。通過(guò)對(duì)軸承內(nèi)圈故障診斷信號(hào)降噪前后的功率譜分析，表明新閾值方法可以有效地從原始混沌信號(hào)中把有用信號(hào)分離出來(lái)。
　　接著，給出了混沌奇異譜的定義和支持向量機(jī)的基本理論，并對(duì)混沌奇異譜作為混沌系統(tǒng)特征量的穩(wěn)定性和抗噪聲能力進(jìn)行深入分析。從理論上對(duì)混沌奇異譜的一些特性給予說(shuō)明，即從泛函分析角度解釋奇異譜的特征空間和噪聲平臺(tái)，以及從幾何空間角度說(shuō)明奇異譜是一種基于方差極大化的空間幾何結(jié)構(gòu)的描述方式，從而表明混沌奇異譜是對(duì)混沌吸引子的空間

4、結(jié)構(gòu)的一種定量描述，且具有一定的抗噪聲干擾能力。因此，本文以混沌奇異譜作為混沌系統(tǒng)的特征量，并對(duì)軸承不同損傷部位的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征量化分析，表明混沌奇異譜可以作為軸承振動(dòng)信號(hào)的有效特征。
　　最后，將美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，從滾動(dòng)軸承不同損傷程度和不同故障部位兩個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波閾值降噪，再以混沌奇異譜作為有效提取故障信號(hào)的特征向量，并結(jié)合支持向量機(jī)作為模式識(shí)別手段能夠達(dá)