基于混沌奇異譜支持向量機的滾動軸承故障診斷.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備中，滾動軸承是應(yīng)用最為廣泛的機械零件，也是極易損傷的零部件之一，其健康狀況直接關(guān)乎整臺設(shè)備的安全運行和功能實現(xiàn)。定期維修與拆換不僅會造成資源浪費還會極大的影響生產(chǎn)。論文以滾動軸承振動信號為研究對象，研究了基于混沌奇異譜支持向量機的滾動軸承故障診斷法。
　　首先，闡述了軸承的基本構(gòu)造，以及滾動軸承主要的故障形式和振動原理；對目前常用的軸承故障診斷技術(shù)進行概述。
　　其次，介紹了混沌形成的原因以及混沌吸引子的特性，

2、闡述了相空間重構(gòu)理論、重構(gòu)參數(shù)選擇的常用算法，以及幾種混沌統(tǒng)計量，對混沌系統(tǒng)的定性、定量分析起到了關(guān)鍵作用，為認識混沌、理解混沌、分析混沌時間序列提供有力工具。并以最大Lyapunov指數(shù)為特征量，定量分析軸承振動信號的混沌特性。
　　然后，提出了基于混沌的寬頻譜特性人為選擇小波閾值的方法。通過對混沌系統(tǒng)中典型的Lorenz、Duffing系統(tǒng)的時間序列進行數(shù)值驗證，結(jié)果表明，該方法相比于其他的小波閾值選擇方法，具有更好的降噪效果

3、。通過對軸承內(nèi)圈故障診斷信號降噪前后的功率譜分析，表明新閾值方法可以有效地從原始混沌信號中把有用信號分離出來。
　　接著，給出了混沌奇異譜的定義和支持向量機的基本理論，并對混沌奇異譜作為混沌系統(tǒng)特征量的穩(wěn)定性和抗噪聲能力進行深入分析。從理論上對混沌奇異譜的一些特性給予說明，即從泛函分析角度解釋奇異譜的特征空間和噪聲平臺，以及從幾何空間角度說明奇異譜是一種基于方差極大化的空間幾何結(jié)構(gòu)的描述方式，從而表明混沌奇異譜是對混沌吸引子的空間

4、結(jié)構(gòu)的一種定量描述，且具有一定的抗噪聲干擾能力。因此，本文以混沌奇異譜作為混沌系統(tǒng)的特征量，并對軸承不同損傷部位的振動信號進行特征量化分析，表明混沌奇異譜可以作為軸承振動信號的有效特征。
　　最后，將美國凱斯西儲大學(xué)滾動軸承故障振動數(shù)據(jù)作為研究對象，從滾動軸承不同損傷程度和不同故障部位兩個方面進行實驗分析，實驗結(jié)果表明，對振動信號進行小波閾值降噪，再以混沌奇異譜作為有效提取故障信號的特征向量，并結(jié)合支持向量機作為模式識別手段能夠達