|本期目录/Table of Contents|

[1]黄文健,黄瑾珉,曹承昊,等.基于PCA与SPRT的机械故障诊断方法研究[J].武汉工程大学学报,2018,40(06):678-684.[doi:10. 3969/j. issn. 16742869. 2018. 06. 019]
　HUANG Wenjian,HUANG Jinmin,CAO Chenghao,et al.Mechanic Fault Diagnosis Based on PCA and SPRT[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2018,40(06):678-684.[doi:10. 3969/j. issn. 16742869. 2018. 06. 019]
点击复制

基于PCA与SPRT的机械故障诊断方法研究(/HTML)
分享到：

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
40
期数:
2018年06期
页码:
678-684
栏目:
机电与信息工程
出版日期:
2018-12-28

文章信息/Info

Title:
Mechanic Fault Diagnosis Based on PCA and SPRT
文章编号:
20180619
作者:
黄文健; 黄瑾珉; 曹承昊; 陈汉新*
武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
HUANG Wenjian;  HUANG Jinmin;  CAO Chenghao;  CHEN Hanxin*
School of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China
关键词:
故障诊断; 主元分析法; 序贯概率比检验; 齿轮箱; 齿轮裂纹
Keywords:
fault diagnosis;  principal component analysis;  sequential probability ratio test;  gear case; gear crack
分类号:
TH165+.3
DOI:
10. 3969/j. issn. 16742869. 2018. 06. 019
文献标志码:
A
摘要:
提出了一种基于主元分析法（PCA）和序贯概率比检验（SPRT）的齿轮箱故障诊断新方法。选用正常的和有裂纹的齿轮建立实验模型，采用小波包变换对齿轮箱实验系统采集的振动信号进行预处理。采用时域信号分析方法提取振动信号的特征参数，并运用PCA对数据进行降维。选取降维后贡献率最大的主元作为测试参数，验证了所提出的SPRT算法和均方根误差，并检测了该方法的诊断能力。结果表明，该方法对于齿轮箱的齿轮状况识别是有效且实用的。
Abstract:
The experimental model was established using the normal gears and the gears with cracks， where the collected vibration signals were preprocessed using wavelet transform， and then the characteristic parameters of the vibration signals were extracted using the time domain signal analysis， and the dimension of which was reduced by the principal component analysis method. After that， the principal components with the largest contribution rate were selected as the testing parameters to verify the proposed algorithm for sequential probability ratio test （SPRT） and the root mean square error（RMSE） and to test the diagnostic ability of the proposed method. The experimental results show that the proposed method is effective and practical to identify the gear conditions in gearbox.

参考文献/References:

［1］　魏秀业，潘宏侠. 齿轮箱故障诊断技术现状及展望［J］. 测试技术学报，2006（4）：368-376. ［2］　任学平，王培. 基于小波包变换的齿轮箱降噪方法研究［J］. 机械制造与自动化，2010，40（3）：26-28. ［3］　王桂增， 叶昊. 主元分析与偏最小二乘法［M］. 北京： 清华大学出版社， 2012. ［4］　叶永伟，刘志浩，黄利群. 基于PCA的设备信号特征提取［J］. 机械制造，2011，49（11）：75-77. ［5］　杜振宁，向春枝. 基于小波包分解和PCA的轴承故障诊断［J］. 控制工程，2016，23（6）：812-815. ［6］　WALD A. Sequential analysis［M］. New York： John Wiley， 1947. ［7］　GOODMAN N A， VENKATA P R， NEIFELD M A. Adaptive waveform design and sequential hypothesis testing for target recognition with active sensors［J］. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing， 2007， 1（1）：105-113. ［8］　RAY A. Sequential testing for fault detection in multiply-redundant systems［J］. Journal of Dynamic Systems Measurement & Control， 1989， 111（2）：329-332. ［9］　CHEN H X， SHANG Y F， KE C L， et al. Fault diagnosis of gear crack based on sequential probability ratio test［C］// 2012 IEEE Conference on Prognostics and System Health Management. Beijing：IEEE， 2012：1-6. ［10］　CHEN H X， SHANG Y F， SUN K. Multiple fault condition recognition of gearbox with sequential hypothesis test［J］. Mechanical Systems & Signal Processing， 2013， 40（2）：469-482. ［11］　尚云飞，陈汉新，孙魁. 面向齿轮箱故障诊断的序贯概率比检验理论和方法［J］. 武汉工程大学学报，2011，33（12）：65-69. ［12］　刘岑. 基于序贯检验理论的齿轮箱故障诊断方法研究［D］. 武汉：武汉工程大学，2015. ［13］　邓士杰，张英波，康海英，等. 随机滤波模型在变速箱剩余寿命预测中的应用研究［J］. 军械工程学院学报，2013（1）：29-32. ［14］　张清华，邵龙秋，李红芳， 等. 基于无量纲指标的旋转机械并发故障诊断技术［J］. 华中科技大学学报（自然科学版），2009，37（增刊1）：156-159. ［15］　高爽. 齿轮故障特征参数提取及最佳特征参数选择研究［D］. 沈阳：沈阳航空航天大学，2017：24-26.

相似文献/References:

[1]贺文杰,Bajolet Julien,Yoann Plassard,等.基于EMD和FFT的齿轮箱故障诊断[J].武汉工程大学学报,2011,(01):65.[doi:10.3969/j.issn.16742869.2011.01.017]
　HE Wen jie,BAJOLET Ju lien,PLASSARD Yoann,et al.Gearbox fault diagnosis based on EMD and FFT[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2011,(06):65.[doi:10.3969/j.issn.16742869.2011.01.017]
[2]鲁艳军,陈汉新,贺文杰,等.基于混合特征提取和WNN的齿轮箱故障诊断[J].武汉工程大学学报,2011,(05):82.[doi:10.3969/j.issn.16742869.2011.05.022]
　LU Yanjun,CHEN Hanxin,HE Wenjie,et al.Gearbox fault diagnosis based on hybrid feature extraction and wavelet neural network[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2011,(06):82.[doi:10.3969/j.issn.16742869.2011.05.022]
[3]尚云飞,陈汉新,孙魁.面向齿轮箱故障诊断的序贯概率比检验理论和方法[J].武汉工程大学学报,2011,(12):65.
　SHANG Yun fei,CHEN Han xin,SUN Kui.Theories and methods of gearbox fault diagnosis oriented sequentialprobability ratio test[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2011,(06):65.
[4]陈汉新,张琰,刘岑.线性自适应小波理论的齿轮箱故障诊断方法[J].武汉工程大学学报,2012,(12):44.[doi:103969/jissn16742869201212011]
　CHEN Han xin,ZHANG Yan,LIU Cen.Fault detection of gearbox by linear combination of adaptive wavlets[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2012,(06):44.[doi:103969/jissn16742869201212011]
[5]陈汉新,刘岑,杨诗琪.检测与诊断齿轮裂纹故障的一种方法[J].武汉工程大学学报,2014,(09):53.[doi:103969/jissn16742869201409011]
　CHEN Han xin,LIU Cen,YANG Shi qi.Gearbox fault diagnosis of sequential probability ratio based on radial basis function optimized particle filter[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2014,(06):53.[doi:103969/jissn16742869201409011]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2018-06-29基金项目：国家自然科学基金（51775390）；湖北省科技厅重大专项项目（2016AAA056）作者简介：黄文健，硕士研究生。E-mail：799851115@qq.com*通讯作者：陈汉新，教授，博士。E-mail：pg01074057@163.com引文格式：黄文健，黄瑾珉，曹承昊，等. 基于PCA与SPRT的机械故障诊断方法研究［J］. 武汉工程大学学报，2018，40（6）：678-684.
更新日期/Last Update: 2018-12-22