噪声与振动控制 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (1): 146-151.

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一种IMAE和IDHT的轴承故障识别新方法应用研究

贺高锋冯利军   

  1. ( 山西工程技术学院机械工程系,山西阳泉045000 )
  • 收稿日期:2023-12-19 修回日期:2024-03-17 出版日期:2025-02-18 发布日期:2025-02-07

A New Fault Recognition Method for Bearings Based on IMAE and IDHT

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  • Received:2023-12-19 Revised:2024-03-17 Online:2025-02-18 Published:2025-02-07

摘要: 为了提高故障识别精度,提出一种改进多尺度注意熵(Improved Multi-scale Attention Entropy,IMAE)和改进自组织分裂分层Voronoi 细分(Improved Self-organizing Divisive Hierarchical Voronoi Tessellation,IDHT)分类器的轴承故障诊断新方法。首先,针对注意熵(Attention Entropy,AE)的缺陷,提出改进多尺度注意熵(IMAE);随后,采用IMAE对原始振动信号进行特征提取;其次,采用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)对特征向量进行降维操作;最后,针对自组织分裂分层Voronoi 细分(Self-organizing Divisive Hierarchical Voronoi Tessellation,DHT)分类器的缺陷,基于Pearson 相关系数对加权马氏距离(Weighted Mahalanobis Distance,WMD)进行改进,形成改进加权马氏距离(Improved Weighted Mahalanobis Distance,IWMD);并利用IWMD的优势对DHT分类器进行改进,形成IDHT 分类器。为了测试所提新方法的准确性与有效性,采用试验台数据进行分析;通过分析发现其平均故障识别准确率高达98.533 %。同时,为了验证所提方法的优越性,将其与8 种故障模型进行对比,结果表明:采用所提新方法进行故障识别使正确率提高0.39 %~8.06 %。

关键词: 故障诊断, 轴承, 改进多尺度注意熵, IDHT