冲击特征受控极小化通用稀疏表示及其在机械故障诊断中的应用

作     者：贺王鹏 訾艳阳 陈彬强 HE Wangpeng;ZI Yanyang;CHEN Binqiang

作者机构：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 美国纽约大学工程学院美国纽约11201 厦门大学航空航天学院福建厦门361005 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51275384) 福建省重大科技项目(2014H6025) 福建省高端装备制造协同创新中心资助项目 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2016年第50卷第4期

页      码：94-99页

摘      要：针对强背景噪声下机械故障微弱暂态特征表示和有效提取的难题,提出了通用的稀疏优化特征提取算法。算法针对含噪声冲击性特征提取问题设计了稀疏优化表征函数,该函数融合了冲击特征的保真度与惩罚函数因子,考虑了正则化参数以适应不同工程背景下各分析因子的实际影响,实现处理结果稀疏性极大化。同时,引入受控极小化方法对设计的表征函数进行转化,分解成一系列凸优化分析问题。提出了针对离散信号的有限差分式数值迭代算法,验证了其快速收敛性和数值稳定性,提出的算法对机械故障诊断的数字采样信号具有普遍适用性。将所提出的算法应用于实验室环境下的轴承故障特征识别中,无论是低噪声还是低信噪比白噪声环境下,振动信号中的冲击特征都得到了显著增强,在Hilbert包络谱中的故障特征频率及其高次谐波比能量中占优。所提出的算法还应用于电力机车走行部轮对的故障诊断中,在高强度的工程有色噪声环境下精确提取了其中的冲击衰减成分,在时域和频域诊断结果中都得到了准确的验证,指导了诊断实践。

主 题 词：稀疏表示 凸优化问题 受控极小化 特征提取 故障诊断 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0812[工学-测绘类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb201604015

馆 藏 号：203189409...