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基于复Morlet小波及系数相关性的齿轮故障特征提取

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简介:
本研究提出一种利用复Morlet小波变换和系数相关性分析方法来有效提取齿轮故障特征的技术,旨在提升机械设备状态监测与故障诊断精度。 陶顺兴,周晓军,张志刚(浙江大学机械工程学系,杭州 310027)提出了一种基于复Morlet小波和系数相关的齿轮故障特征提取方法,以应对大型机械设备振动信号信噪比低、故障不明显以及定位难的问题。该方法利用了复Morlet小波的幅值与相位组合信息对突变点的高度敏感性和小波系数相关降噪特性,通过对被测信号进行复Morlet小波变换,并分别处理实部和虚部分别自相关的结果,最后将这些经过处理后的系数以新的方式结合。实验表明此方法相较于直接使用复Morlet小波变换能够有效降低噪声的影响并更清晰地展现故障特征,从而实现对故障点的精确识别。关键词包括:齿轮, 复Morlet小波, 系数相关, 特征提取。

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  • Morlet齿
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    本研究提出一种利用复Morlet小波变换和系数相关性分析方法来有效提取齿轮故障特征的技术,旨在提升机械设备状态监测与故障诊断精度。 陶顺兴,周晓军,张志刚(浙江大学机械工程学系,杭州 310027)提出了一种基于复Morlet小波和系数相关的齿轮故障特征提取方法,以应对大型机械设备振动信号信噪比低、故障不明显以及定位难的问题。该方法利用了复Morlet小波的幅值与相位组合信息对突变点的高度敏感性和小波系数相关降噪特性,通过对被测信号进行复Morlet小波变换,并分别处理实部和虚部分别自相关的结果,最后将这些经过处理后的系数以新的方式结合。实验表明此方法相较于直接使用复Morlet小波变换能够有效降低噪声的影响并更清晰地展现故障特征,从而实现对故障点的精确识别。关键词包括:齿轮, 复Morlet小波, 系数相关, 特征提取。
  • CEEMD、和样本熵分类方法
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    本研究提出了一种结合CEEMD(互补集合经验模态分解)、相关系数及样本熵的创新故障分类特征提取方法,有效提升故障检测与诊断准确性。 这是一个实验样本的振动信号处理过程:首先对信号进行CEEMD分解以获取IMF分量;然后计算各IMF分量的相关系数来进行筛选;接着求取每个IMF分量的样本熵特征,最后构建一个特征向量。希望这能有所帮助,并感谢您的支持和反馈。
  • 利用经验模态分解进行齿(2014年)
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    本文于2014年发表,探讨了通过经验模态分解技术来有效识别和提取齿轮箱在运行过程中产生的复杂信号中的故障特征。该方法能够增强对机械设备健康状态的监测与诊断能力,为预测性维护提供关键数据支持。 通过应用小波去噪阈值法对齿轮箱故障振动信号进行处理,并结合经验模态分解(EMD)与快速傅里叶变换(FFT),能够有效提取出非线性及非稳态条件下的特征信息,这种方法特别适用于此类复杂情况的自适应分析。首先采用小波阈值去噪技术对原始数据进行预处理,随后将净化后的信号通过经验模态分解获得若干个本征模态函数(IMF),再从这些IMF中挑选出特定分量并利用FFT计算其功率谱,以此来识别齿轮箱故障的特征频率。实验分析显示该方法能够准确地检测到齿轮箱故障特有的振动模式和频率。
  • 偏最二乘(PLS)检测.rar
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    本研究利用偏最小二乘法(PLS)进行特征提取和故障检测,旨在提升复杂工业过程中的监测效率与准确性。通过优化算法参数,实现早期故障预警,保障系统稳定运行。 基于偏最小二乘(PLS)的田纳西伊士曼(TEP)故障检测方法使用了经过处理过的TEP数据集,可以直接运行程序,并附有详细的文档说明。该数据集包含正常建模数据与测试数据两部分,适用于故障检测、诊断以及大数据分析和特征提取方向的研究人员进行研究工作,同时也适合进一步的扩展性研究。
  • dataset_东南大学齿_齿据_齿.zip
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    该数据集由东南大学提供,包含丰富的齿轮故障信号,适用于机械设备健康监测与故障诊断研究。 dataset_齿轮_齿轮故障数据_东南大学齿轮故障数据
  • 【MATLAB项目实践】Morlet变换滚动轴承分析研究
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    本项目通过运用MATLAB进行基于Morlet小波变换的滚动轴承故障特征分析,旨在有效识别和诊断设备早期故障,保障机械系统的稳定运行。 基于Morlet小波变换的滚动轴承故障特征提取研究——MATLAB项目实战
  • Matlab
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    本研究采用Matlab软件进行小波包分析,旨在高效提取信号中的关键特征,适用于多种信号处理场景。 小波包用于特征提取的MATLAB源程序。
  • 变换
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    本研究探索了利用小波变换进行信号处理和图像分析中的特征提取技术,旨在提高模式识别与数据压缩效率。 小波变换的特征提取包含了一些主要的程序代码,可以直接使用。希望大家都能学好这一内容。
  • 与神经网络齿检测
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    本研究结合了小波变换和神经网络技术,开发了一种高效的齿轮箱故障检测方法。通过小波变换提取信号特征,并利用神经网络进行模式识别,实现了早期、准确地诊断齿轮箱潜在问题的目标。这种方法在机械设备维护中具有广泛应用前景。 本段落分析了齿轮箱故障诊断的特点与方法,并通过实例介绍了小波变换在该领域中的应用。利用小波变换对齿轮箱工况信号进行分解、重构及提取细节信号包络谱,能够快速准确地判断出设备运行状态是否异常,并结合BP神经网络实现故障定位。这种方法相较于传统手段更为有效。
  • KPCA降维检测应用-data.rar
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    该资源包含利用Kernel Principal Component Analysis(核主成分分析)进行数据降维和特征抽取的技术,并探讨其在工业设备故障检测中的应用。适合于研究机器学习算法及其工程实践的学生与工程师。 核主元分析(Kernel Principal Component Analysis, KPCA)在降维、特征提取以及故障检测中的应用研究包括以下内容: 1. 训练数据与测试数据的非线性主元提取,实现降维及特征提取。 2. SPE和T2统计量及其控制限计算。 参考文献:Lee J M, Yoo C K, Choi S W等人的《使用核主成分分析进行非线性过程监控》(Nonlinear process monitoring using kernel principal component analysis),发表于Chemical Engineering Science,2004年第59卷第223-234页。 KPCA的建模和测试流程如下: ### 建模过程 1. 获取训练数据,并进行标准化处理。 2. 计算核矩阵并中心化该矩阵。 3. 进行特征值分解,得到主成分数量选取及非线性主元计算。 4. 根据需要选择模型类型(故障检测或降维/特征提取),确定输出维度和参数设置。 ### 测试过程 1. 获取测试数据,并利用训练集的均值与标准差进行标准化处理。 2. 计算核矩阵并中心化该矩阵,以获得非线性主元作为结果。 3. 利用计算得到的数据来评估SPE和T2统计量。 提供的代码示例演示了KPCA在降维、特征提取以及故障检测中的应用。其中包括两个具体的应用场景:一是用于数据的降维与特征提取;二是基于参数调节优化故障检测效果(如核宽度、主元贡献率等)。这些应用场景通过具体的源码实现,展示了如何利用KPCA进行有效的数据分析和异常监测。 附件中包含了完整的程序代码供进一步研究使用。如果有发现错误或需要改进的地方,请随时提出反馈意见。