Noise and Vibration Control ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (4): 145-152.

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Bearing Fault Diagnosis Based on CEEMDAN-FastICA-MCNN Multi-sensor Information Fusion

  

  • Received:2022-10-26 Revised:2023-04-11 Online:2024-08-18 Published:2024-08-16

基于CEEMDAN-FastICA-MCNN的多传感信息融合轴承故障诊断

张鑫1,钟倩文1,余佑民2,彭乐乐1,郑树彬1,陈谢祺1   

  1. ( 1. 上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620;2. 上海地铁维护保障有限公司车辆分公司,上海200031)

摘要: 针对轴承振动信号易受噪声干扰、变工况及单一传感器提取特征信息不完备的问题,提出基于自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition of Adaptive Noise,CEEMDAN)、快速独立分量(Fast Independent Components Analysis,FastICA)降噪和多输入卷积神经网络(Multiple-input Convolutional Neural Networks,MCNN)的多传感信息融合轴承故障诊断方法。首先分别对多传感采集的振动信号划分数据集,并输入CEEMDAN得到本征模态函数(Inherent Nodal Function,IMF);随后,选择峭度大于3 的IMF构造观测信号,其余IMF 构造虚拟噪声信号,作为两个输入源输入FastICA,分离出特征向量;最后,设计MCNN识别故障类型。在CWRU和XJTU-SY数据集上的正确率分别为99.94 %和99.64 %。在信噪比为-8 dB的抗噪性能测试中,正确率分别为96.95 %和98.29 %;在信噪比为0 dB 的抗噪性能测试中,正确率分别为99.00 %和99.23 %。对比实验结果表明此方法能够提取更为全面的故障特征信息,获得更高的准确率。

关键词: 故障诊断, CEEMDAN, FastICA, MCNN