基于经验形态非抽样小波的轴承故障诊断方法
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作者:
作者单位:

1.南方电网电力科技股份有限公司 广州,510080;2.西安交通大学机械工程学院 西安,710049

作者简介:

刘石,男,1974年11月生,博士、教授级高级工程师。主要研究方向为电力设备故障诊断及新能源安全高效利用。曾发表《变压器绕组振动传递特性仿真研究》(《西安交通大学学报》2018年第52卷第6期)等论文。 E-mail: 13925041516@139.com

通讯作者:

杨毅,男,1987年2月生,硕士、教授级高级工程师。主要研究方向为电力设备机械状态评估、先进物理储能。 E-mail: yyxt007@sina.cn

中图分类号:

TH133.33

基金项目:

国家重点研发计划资助项目(2019YFB1504400);南方电网电力科技股份有限公司预研资助项目(NYJS2020KJ005-23)


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    摘要:

    形态非抽样小波(morphological undecimated wavelet, 简称MUDW)已广泛应用于旋转机械的故障诊断,但该方法中形态学算子(morphological operator,简称MO)的选择、结构元素(structure element,简称SE)的设置以及分解层数等关键参数的设定,仍高度依赖先验知识,导致该方法的自适应能力较差。为此,提出一种新型经验形态非抽样小波(empirical MUDW,简称EMUDW)方法,用于滚动轴承故障诊断。首先,通过分析已有MO的几何特征和频响特征,选择滤波性能更优的算子;其次,引入波形趋势(waveform trend,简称WT)消除随机冲击对方法造成的干扰;然后,针对SE和分解层数的设置,提出一种新的自适应选择策略,利用信号的冲击间隔来确定SE的尺度大小,并基于基尼系数(Gini index,简称GI)的差值判定是否停止分解;最后,通过仿真和实验对所提方法的有效性和可靠性进行验证。结果表明:EMUDW具备优异的抗噪性,且可有效降低随机冲击干扰;与其他滤波方法相比,所提方法可更好保留信号细节,同时具备更高的计算效率。

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  • 收稿日期:2023-04-25
  • 最后修改日期:2023-08-04
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  • 在线发布日期: 2025-12-30
  • 出版日期: 2025-12-30
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