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FPCA和径向基极限学习机的齿轮箱故障检测方法

张文兴 刘文翰 王建国

张文兴,刘文翰,王建国. FPCA和径向基极限学习机的齿轮箱故障检测方法[J]. 机械科学与技术,2020,39(12):1872-1876 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190350
引用本文: 张文兴,刘文翰,王建国. FPCA和径向基极限学习机的齿轮箱故障检测方法[J]. 机械科学与技术,2020,39(12):1872-1876 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190350
Zhang Wenxing, Liu Wenhan, Wang Jianguo. FPCA-RBF-ELM-Based Gearbox Fault Detection Method[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(12): 1872-1876. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190350
Citation: Zhang Wenxing, Liu Wenhan, Wang Jianguo. FPCA-RBF-ELM-Based Gearbox Fault Detection Method[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(12): 1872-1876. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190350

FPCA和径向基极限学习机的齿轮箱故障检测方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190350
基金项目: 国家自然科学基金项目(51865045)与内蒙古自然科学基金重大项目(2018ZD06)资助
详细信息
    作者简介:

    张文兴(1983−),副教授,博士,研究方向为数据挖掘、故障诊断,liuwen18947236269@163.com

    通讯作者:

    王建国,教授,博士生导师,liuwen273240855@163.com

  • 中图分类号: TH17

FPCA-RBF-ELM-Based Gearbox Fault Detection Method

  • 摘要: 为了克服在数据处理中出现的信息缺失和冗余以及在故障检测上准确率较低等缺陷,利用函数型主成分所具有的鲁棒性和稳定性强的优点来弥补极限学习机在稳定性方面的不足,结合径向基极限学习机,提出了一种基于FPCA(函数型主成分分析)-RBF(径向基函数)-ELM(极限学习机)的齿轮箱故障检测方法。首先用基函数对原始数据进行预处理,然后应用FPCA提取特征信息建立RBF-ELM齿轮诊断模型,最后利用行星齿轮箱实验数据验证故障检测性能,并与FPCA、FPCA-SVDD和PCA-RBF-ELM的行星齿轮箱故障检测结果对比。结果表明:FPCA-RBF-ELM检测率最高且检测效率快,可用于行星齿轮箱的故障检测,此方法具有可行性和有效性。
  • 图  1  FPCA-RBF-ELM算法流程图

    图  2  Spectra Quest动力传动故障诊断综合实验台

    图  3  垂直方向传感器主成分曲线

    图  4  FPCA和FPCA-SVDD

    图  5  PCA-RBF-ELM和FPCA-RBF-ELM

    表  1  故障类型及编号

    故障类型编号
    正常 1
    磨损 2
    缺齿 3
    齿根裂纹 4
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    表  2  主成分累计贡献率

    主成分个数累计贡献值/%
    垂直方向水平径向轴向
    1 50.78 47.95 45.94
    2 73.42 73.83 72.34
    3 84.48 87.63 85.16
    4 92.31 94.89 91.88
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    表  3  4种法类比

    检测方法训练集
    准确率/%
    测试集
    准确率/%
    反应
    时间/s
    FPCA95909.233
    FPCA-SVDD909712.632
    PCA-RBF-ELM93956.526
    FPCA-RBF-ELM1001006.188
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-24
  • 网络出版日期:  2021-02-02
  • 刊出日期:  2020-12-05

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