噪声与振动控制 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (4): 158-164.

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基于CEEMDAN-TSMPE-PCA风力发电机齿轮箱高速轴承故障诊断技术

张玉兰张宏伟王新环   

  1. ( 河南理工大学电气学院,河南焦作454003)
  • 收稿日期:2021-07-08 修回日期:2021-09-16 出版日期:2022-08-18 发布日期:2022-08-18

  • Received:2021-07-08 Revised:2021-09-16 Online:2022-08-18 Published:2022-08-18

摘要: 针对风力发电机组轴承故障信号微弱、不易提取、识别困难等问题,提出基于自适应白噪声完备经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)、时移多尺度排列熵(Time-Shift Multiscale Permutation Entropy, TSMPE)、主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)相结合的振动信号降噪算法,结合改进人工鱼群(Improved Artificial Fish Swarm Algorithm,IAFSA)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类算法,实现风力发电机轴承的故障诊断。首先将风力发电机轴承原始振动信号进行CEEMDAN分解,得到一系列由高频到低频的IMF分量,通过相关系数筛选出经CEEMDAN分解后所产生虚假分量以及残余噪声分量并进行剔除,再通过峭度值在剩余分量中筛选出包含故障信息较多的IMF分量进行信号重构;其次,采用TSMPE计算重构信号的敏感特征值,经PCA选择后组成特征向量;最后,以IAFSA优化SVM,训练IAFSA-SVM多分类故障分类器,实现风力发电机轴承故障识别。将该方法与其他组合方法进行比较,证明所提方法在风力发电机轴承故障诊断中具有优越性和有效性。

关键词: 故障诊断, 风力发电机轴承, 自适应白噪声完备经验模态分解, 时移多尺度排列熵, 改进人工鱼群, 支持向量机