基于LMD基本尺度熵AP聚类滚动轴承故障诊断.PDF

第３４卷第６期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３４Ｎｏ６ ２０１７年６月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｊｕｎ．２０１７ 基于ＬＭＤ基本尺度熵的ＡＰ聚类滚动轴承故障诊断  许　凡，方彦军，张　荣 ，冯海波 （武汉大学 自动化系，武汉４３００７２） 摘　要：针对滚动轴承聚类故障聚类模式识别方法中需要预先设定聚类数目问题，提出了一种基于局部均值分 解（ｌｏｃａｌｍｅａｎｄｅｃｏｍｐｏｅｉｔｏｎ，ＬＭＤ）与基本尺度熵（ｂａｓｅｓｃａｌｅｅｎｔｒｏｐｙ，ＢＳＥ）的相邻传播（ａｆｆｉｎｉｔｙｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，ＡＰ）滚 动轴承聚类故障诊断方法。该方法首先使用ＬＭＤ模型将滚动轴承的不同状态振动信号分解为若干乘积函数 （ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＰＦ）；其次使用ＢＳＥ计算前三个ＰＦ的熵值（ＢＳＥ１ＢＳＥ３），并将其作为ＡＰ的输入进行滚动轴 承的故障模式识别。最后实验结果表明，在不需要划分聚类中心个数的前提条件下ＡＰ聚类模型对滚动轴承的 故障划分效果较好。 关键词：局部均值分解；基本尺度熵；滚动轴承；故障诊断；ＡＰ聚类算法 中图分类号：ＴＰ２７７　　文献标志码：Ａ　　 文章编号：１００１３６９５（２０１７）０６１７３２０５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１７．０６．０２９ ＲｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｆａｕｌｔｓｄｉａｇｎｏｓｉｓｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＬＭＤ， ｂａｓｅｓｃａｌｅｅｎｔｒｏｐｙａｎｄＡＰｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ  ＸｕＦａｎ，ＦａｎｇＹａｎｊｕｎ，ＺｈａｎｇＲｏｎｇ，ＦｅｎｇＨａｉｂｏ （Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｎｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｅｓｌｏｖｅｔｈｅｐｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｃｅｎｔｅｒｐｏｉｎｔｓｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｆａｕｌｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｂｙｕｓｉｎｇｃｌｕｓｔｅｒｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＬＭＤ，ＢＳＥ，ａｎｄＡＰｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓ ｄｉａｇｎｏｓｉｓｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｔｈｅＬＭＤｍｏｄｅｌｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｔｈｅｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｔｏａｓｅｒｉｅｓｏｆＰＦ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｔｕｓｅｄＢＳＥｍｅｔｈｏｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｅｎｔｒｏｐｙｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｔｈｒｅｅＰＦ（ＢＳＥ１ ＢＳＥ３）．ＴｈｅｎＡＰｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｅｌｅｃｔｅｄｔｈｅｖａｌｕｅｏｆＢＳＥ１ＢＳＥ３ａｓｔｈｅｉｎｐｕｔｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓｆｏｒｆｕｌｆｉｌｌｔｈｅｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓ ｄｉａｇｎｏｓｉｓｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆａｕｌｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｆｏｒｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｉｓｇｏｏｄｂｙｕｓｉｎｇＡＰｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔｎｅｅｄｔｏｐｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｃｅｎｔｅｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＭＤ；ＢＳＥ；ｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓ；ｄｉａｇｎｏｓｉｓｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ＡＰｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ