基于主成分分析和多分類器融合的滾動(dòng)軸承故障分類研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的關(guān)鍵元件，被廣泛應(yīng)用在制造、能源和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域的重要設(shè)備上。同時(shí)滾動(dòng)軸承也是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最容易發(fā)生損壞的元件之一，相關(guān)研究表明，接近三分之一的旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)故障是由于軸承的故障而引起的。因此，對(duì)滾動(dòng)軸承的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)，對(duì)其進(jìn)行分析和診斷具有十分重要的意義。該領(lǐng)域的研究也一直是國(guó)內(nèi)外研究人員的研究重點(diǎn)。本文針對(duì)傳統(tǒng)診斷方法在識(shí)別精度和穩(wěn)定性方面的不足，從滾動(dòng)軸承故障診斷的關(guān)鍵步驟，特征提取和故障分類兩個(gè)步驟出發(fā)，

2、提出了一種基于主成分分析和多分類器融合的滾動(dòng)軸承故障分類方法。本文的主要研究工作如下：
　　 第一章主要論述了研究滾動(dòng)軸承故障診斷的目的和意義。首先介紹了滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)在世界范圍內(nèi)的發(fā)展歷程，以及已經(jīng)發(fā)展較成熟的一些故障診斷方法。同時(shí)對(duì)這些方法的原理，優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了介紹和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了這些方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中故障識(shí)別準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性方面的不足。
　　 第二章首先介紹了滾動(dòng)軸承常見(jiàn)的故障類型及其形成的原理。然后分

3、析了軸承發(fā)生故障時(shí)的振動(dòng)特性。接著討論了故障診斷的特征參數(shù)的提取，對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)進(jìn)行了介紹，分析了常用的時(shí)域和頻域的統(tǒng)計(jì)特征。最后介紹了主成分分析的基本原理和分析步驟，并利用該方法對(duì)特征空間的維數(shù)進(jìn)行降維。
　　 第三章首先論述了單個(gè)分類器進(jìn)行分類識(shí)別在參數(shù)選取和準(zhǔn)確度方面的不足，并引入了多分類器融合的思想。然后研究了多分類器融合的基本內(nèi)容，包括分類器輸出信息的類型，多分類器融合種類以及多分類器融合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。隨后

4、重點(diǎn)討論了投票法和貝葉斯信度方法的原理。通過(guò)分析可知，貝葉斯信度方法由于考慮了各個(gè)分類器的差異性，具有更好的融合效果。最后對(duì)分類器的差異性度量進(jìn)行了討論，并提出了基于相關(guān)系數(shù)法的分類器選擇方法。
　　 第四章通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證本文提出的軸承故障分類方法的有效性。對(duì)于不同故障類型的軸承振動(dòng)信號(hào)，首先進(jìn)行預(yù)處理，然后從中提取時(shí)域和頻域的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)。接著利用主成分分析的方法，提取前幾個(gè)主成分，壓縮特征空間的維數(shù)。最后利用基于貝葉斯信度方