基于主成分分析和多分類器融合的滾動軸承故障分類研究.pdf

1、滾動軸承作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的關(guān)鍵元件，被廣泛應(yīng)用在制造、能源和國防等各個領(lǐng)域的重要設(shè)備上。同時滾動軸承也是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最容易發(fā)生損壞的元件之一，相關(guān)研究表明，接近三分之一的旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)故障是由于軸承的故障而引起的。因此，對滾動軸承的運(yùn)行狀態(tài)實施監(jiān)測，對其進(jìn)行分析和診斷具有十分重要的意義。該領(lǐng)域的研究也一直是國內(nèi)外研究人員的研究重點。本文針對傳統(tǒng)診斷方法在識別精度和穩(wěn)定性方面的不足，從滾動軸承故障診斷的關(guān)鍵步驟，特征提取和故障分類兩個步驟出發(fā)，

2、提出了一種基于主成分分析和多分類器融合的滾動軸承故障分類方法。本文的主要研究工作如下：
　　 第一章主要論述了研究滾動軸承故障診斷的目的和意義。首先介紹了滾動軸承故障診斷技術(shù)在世界范圍內(nèi)的發(fā)展歷程，以及已經(jīng)發(fā)展較成熟的一些故障診斷方法。同時對這些方法的原理，優(yōu)缺點和適用范圍進(jìn)行了介紹和對比，發(fā)現(xiàn)了這些方法在實際應(yīng)用過程中故障識別準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性方面的不足。
　　 第二章首先介紹了滾動軸承常見的故障類型及其形成的原理。然后分

3、析了軸承發(fā)生故障時的振動特性。接著討論了故障診斷的特征參數(shù)的提取，對軸承振動信號的統(tǒng)計特征參數(shù)進(jìn)行了介紹，分析了常用的時域和頻域的統(tǒng)計特征。最后介紹了主成分分析的基本原理和分析步驟，并利用該方法對特征空間的維數(shù)進(jìn)行降維。
　　 第三章首先論述了單個分類器進(jìn)行分類識別在參數(shù)選取和準(zhǔn)確度方面的不足，并引入了多分類器融合的思想。然后研究了多分類器融合的基本內(nèi)容，包括分類器輸出信息的類型，多分類器融合種類以及多分類器融合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。隨后

4、重點討論了投票法和貝葉斯信度方法的原理。通過分析可知，貝葉斯信度方法由于考慮了各個分類器的差異性，具有更好的融合效果。最后對分類器的差異性度量進(jìn)行了討論，并提出了基于相關(guān)系數(shù)法的分類器選擇方法。
　　 第四章通過實驗來驗證本文提出的軸承故障分類方法的有效性。對于不同故障類型的軸承振動信號，首先進(jìn)行預(yù)處理，然后從中提取時域和頻域的統(tǒng)計特征參數(shù)。接著利用主成分分析的方法，提取前幾個主成分，壓縮特征空間的維數(shù)。最后利用基于貝葉斯信度方