滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機械的重要組成部分,若出現(xiàn)故障會直接導(dǎo)致重大經(jīng)濟損失,甚至人員傷亡。由于滾動軸承所處的環(huán)境惡劣、復(fù)雜,導(dǎo)致故障診斷效果較差。因此,有效的軸承故障診斷方法對機器的正常運轉(zhuǎn)具有重要的意義。在復(fù)雜環(huán)境下,傳統(tǒng)軸承故障診斷方法通過人工提取故障特征,需依賴于專業(yè)診斷知識,難以保證故障特征的精準(zhǔn)度。而深度自編碼網(wǎng)絡(luò)利用貪婪逐層訓(xùn)練的方法,直接從原始振動信號中自動捕獲有用信息,通過利用其較強的特征提取能力和強大的計算能力,保證軸承故障診斷的準(zhǔn)確率,達到降低成本目的。因此,研究基于深度自編碼網(wǎng)絡(luò)的軸承故障診斷方法,這對保障工業(yè)設(shè)備有效高速安全運行至關(guān)重要。首先,本文在軸承故障診斷方法上展開研究。研究了當(dāng)前軸承故障常用的方法,分析了經(jīng)典的故障診斷方法與特征提取方法的優(yōu)缺點,并對其特征方法進行比較。研究了深度學(xué)習(xí)技術(shù),并分析深度自編碼網(wǎng)絡(luò)的原理。研究了云自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法,并對其優(yōu)缺點進行深入分析。其次,給出一種改進的深度自編碼網(wǎng)絡(luò)算法。本方法采用最大相關(guān)熵作為損失函數(shù),以減弱噪音對故障診斷準(zhǔn)確率的影響,然后利用云自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法在搜索方面的隨機性與穩(wěn)定性特點,優(yōu)化深度自編碼網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)值,以減少對權(quán)值的約束,進行自適應(yīng)提取故障特征,并借助于Softmax分類器實現(xiàn)高效準(zhǔn)確的故障診斷。最后,建立了一種基于深度自編碼網(wǎng)絡(luò)的軸承故障診斷模型,實現(xiàn)了智能化地故障診斷。對軸承故障振動數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練和學(xué)習(xí),采用滾動軸承的振動信號作為數(shù)據(jù)集,將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練樣本和測試樣本,得出最佳自動編碼器的層數(shù)和隱含層節(jié)點數(shù);基于此,進行主成分分析,驗證所提算法在分類方面的性能。與支持向量機(SVM)、反向傳播算法(BP)相比,所提的方法具有更高的診斷準(zhǔn)確率,并且診斷結(jié)果更加穩(wěn)定。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH133.3;TP18
【部分圖文】：

圖 5-1 滾動軸承振動數(shù)據(jù)采集試驗平臺鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)于深度自編碼網(wǎng)絡(luò)的軸承故障診斷時，AE 的層數(shù)與隱型的整體性能，因此確定這兩個影響因素的值非常重要信號，結(jié)合深度自編碼網(wǎng)絡(luò)，尋找最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同 AE 層數(shù)的故障診斷結(jié)果研究。AE 層數(shù)下，初始學(xué)習(xí)率為 0.1，統(tǒng)計了 10 次試驗的故障由圖可知，AE 層數(shù)在小于 3 層時，隨著 AE 層數(shù)的提高AE 層數(shù)大于 3 層時，診斷準(zhǔn)確率已經(jīng)達到很高，并且相，測試試驗中 AE 層數(shù)采用 3 層，故障診斷效果最佳。
【參考文獻】

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本文編號：2890196