滚动轴承故障的盲分离与智能诊断方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文滚动轴承故障的盲分离与智能诊断方法研究硕士研究生：闫翔宙指导教师：徐伟副教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：国强教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文滚动轴承故障的盲分离与智能诊断方法研究硕士研究生：闫翔宙指导教师：徐伟副教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年1月30日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C

2、:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchOnBlindSeparationandIntelligentDiagnosisofRollingBearingFaultCandidate:YanXiangzhouSupervisor:Prof.XuWeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Jan.30,2

3、018DateofOralExamination:Mar.10,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：

4、年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□

5、解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日滚动轴承故障的盲分离与智能诊断方法研究摘要随着科学的进步和工业现代化的发展，在生产中的机械设备越来越大型化、自动化，设备部件越来越精密化，机械设备的稳定运行和故障反馈发挥着更加重要的作用。滚动轴承在旋转机械设备中使用广泛且具有典型性和代表性，其运行状态直接影响到整个系统的性能，深入展开滚动轴承状态监测和故障诊断研究(CMFD)，能有效提高机械设备生产效率，降低事故发生率，具有重要学术意义和工程应用价值。本文以滚动轴承振动

6、信号为研究对象，所做的工作如下：(1)针对轴承运转中经常发生多故障且多故障源信号数目未知的情形，进行了对欠定情况下轴承复合故障的研究，提出了一种基于频域轴承信号的欠定盲源分离研究方法。利用轴承信号频域具有一定稀疏性，使用频域稀疏分量分析对轴承复合故障进行分离。通过轴承信号的实验，对复合故障进行分离，分离的信号与源信号相似度较高，证明了该方案可以较为准确地对轴承复合故障进行分离。(2)轴承信号在频域存在弱稀疏性，致使混合矩阵估计精度较差，针对此问题，提出了基于频域复数角单源频点检测方法和单元密度检测算法，通过两者的结合，

7、共同提高混合矩阵估计的精度。通过实际轴承信号的仿真实验，得到归一化均方误差较小的混合矩阵估计，证明了该方案可以准确地提高混合矩阵估计精度。(3)针对现阶段常用的智能故障诊断方法仍需要依赖于传统信号处理技术提取故障特征的局限性，本章引入了深度学习的思想，提出基于深度置信网络的CMFD方案，通过对凯斯西储大学轴承数据集进行实验，得到较好的识别结果，同时还研究了不同样本长度和不同迭代次数下深度信念网络诊断方案的结果，对该方案进行更深刻的认识，最后，与其他诊断方法进行比较，该方案的识别准确率也有提高，从而验证了深度信念网络故障

8、诊断方案的优势。关键词：轴承故障诊断；欠定盲分离；频域复数角单源频点检测；单元密度检测；深度置信网络滚动轴承故障的盲分离与智能诊断方法研究ABSTRACTWiththeprogressofscienceandthedevelopmentofindustrialmodernization,moreandmorelarge-scale