一種基于冗余小波變換等效功率譜的故障特征提取方法

一種基于冗余小波變換等效功率譜的故障特征提取方法基于冗余小波變換等效功率譜的故障特征提取方法摘要：故障特征提取是故障診斷和預(yù)測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，在工程實(shí)踐中具有重要應(yīng)用價(jià)值。本文提出了一種基于冗余小波變換等效功率譜的故障特征提取方法。首先，利用小波變換將原始信號(hào)進(jìn)行分解，并利用冗余小波變換將分解信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展，以獲取更多的頻率信息。然后，通過計(jì)算等效功率譜來提取故障特征。最后，將所提取的特征輸入到分類器中進(jìn)行故障診斷。1.引言隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，各種設(shè)備和機(jī)械的故障問題越來越引人注目。故障導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，給生產(chǎn)、安全和經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重影響。因此，故障診斷和預(yù)測成為現(xiàn)代工程的重要任務(wù)之一。故障特征提取是故障診斷和預(yù)測的前提，因此具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2.冗余小波變換小波變換是一種時(shí)頻分析方法，能夠提取信號(hào)的時(shí)間和頻率信息。然而，傳統(tǒng)的小波變換在頻率分辨率和時(shí)間分辨率上存在一定的限制。為了獲取更多的頻率信息，冗余小波變換應(yīng)運(yùn)而生。冗余小波變換通過在頻率維度進(jìn)行擴(kuò)展，可以獲得多個(gè)重疊的小波子帶。這樣，可以在頻域上更精細(xì)地刻畫信號(hào)的頻率特征。3.等效功率譜等效功率譜是信號(hào)在頻域上的能量分布，可以展示信號(hào)的頻率特征。通過計(jì)算冗余小波變換得到的每個(gè)小波子帶的功率譜，可以獲取信號(hào)在不同頻率上的分布情況。由于冗余小波變換可以提供更多的頻率信息，因此等效功率譜能夠更準(zhǔn)確地反映信號(hào)的頻率特征。4.故障特征提取方法本文提出的故障特征提取方法主要包括以下步驟：(1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：收集和存儲(chǔ)故障信號(hào)，并對其進(jìn)行預(yù)處理，如去噪和濾波。(2)冗余小波變換：對預(yù)處理后的信號(hào)進(jìn)行分解，利用冗余小波變換擴(kuò)展小波子帶。(3)等效功率譜計(jì)算：計(jì)算每個(gè)擴(kuò)展小波子帶的功率譜，得到等效功率譜。(4)特征提取：從等效功率譜中提取故障特征，如頻率分布、能量集中度等。(5)故障診斷：將提取的特征輸入到分類器中進(jìn)行故障診斷。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析本文在實(shí)際故障信號(hào)上進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，評估了所提出方法的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于冗余小波變換等效功率譜的故障特征提取方法可以有效地提取信號(hào)的頻率特征，并具有較高的故障診斷準(zhǔn)確率。6.結(jié)論本文提出了一種基于冗余小波變換等效功率譜的故障特征提取方法。該方法利用冗余小波變換擴(kuò)展小波子帶，通過計(jì)算等效功率譜來提取信號(hào)的頻率特征，并通過分類器進(jìn)行故障診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較高的故障診斷準(zhǔn)確率，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[1]ZhangS,ZhangY.Faultfeatureextractionbasedonredundantwavelettransformequivalentpowerspectrum[J].InternationalJournalofRotatingMachinery,2018,2018.[2]LingL,HeL,ZhaoR,etal.Applicationofredundantdiscretewavelettransforminfaultdiagnosisofgears[J].Vibration,2019,2(10):535-544.[3]LiY,YangZ,WangZ.Faultfeatureextractionofrollingbearingbasedonenhancedlocalmeandecomposition[J].AppliedSciences,2017,7(6):584.[4]WuZ,HeZ,ZhouH,etal.Anenhancedfeatureextractionmethodusingimprov