基于CEEMDAN-SVD和CNN的轴承故障识别

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张丽艳1*,  王振宇1,  李林2

1. 大连交通大学, 计算机与通信工程学院电子与通信工程系, 辽宁大连 116028

2. 大连交通大学, 机械工程学院机械电子系, 辽宁大连 116028

摘     要: 轴承是电机的核心组件,轴承工作时往往要高速旋转,极易产生磨损和疲劳。滚动轴承出现故障会导致设备停机、生产延误和维修成本增加。滚动轴承的故障诊断已成为确保电机系统安全性、效率和可用性的关键。滚动轴承故障诊断通常对其振动信号进行处理、分析做出判断,本文使用完全集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise, CEEMAND)、奇异值分解、Renyi熵和卷积神经网络对轴承振动信号进行处理进而进行故障诊断。滚动轴承振动信号经过CEEMDAN分解后得到的本征模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)分量存在无法描述特征信息的虚假分量,所以根据计算原始信号与各IMF分量的相关系数,筛选出较高相关系数的IMF分量,并对筛选出来的较高相关系数的IMF分量进行奇异值分解得到其奇异值,再计算奇异值的Renyi熵以组成故障特征向量。最后将故障特征向量输入到卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)进行故障类别的识别。当训练集比例占20%时,别准确率为99.3%。故障信号检测准确率为100%,表明本文方法有很好的故障识别效果。
关 键 词: 故障识别; 奇异值分解; 完全集合经验模态分解; 卷积神经网络
DOI: 10.57237/j.mse.2024.01.002
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