基于改进 PSO 算法的风电齿轮箱 SVM 故障诊断-论文.pdf

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1、第43卷云南电力技术Vo1．43No．22015年4月YUNNANELECTRICPOWERApr．2015基于改进PSO算法的风电齿轮箱SVM故障诊断李楠(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：针对风电齿轮箱故障信号现实生活中难以获得大量故障样本的实际情况。并且为了提高故障诊断的精度．提出了基于改进粒子群算法(improvedparticleswarmoptimization，IPSO)的支持向量机(supportvectormachine，SVM)的故障诊断方法。对标准粒子群(particleswarmoptimization，PSO

2、)算法进行改进得到IPSO，提高其性能，利用IPSO算法对SVM的参数进行选择；最后从故障信号中提取三种熵值作为输入建立SVM，判断齿轮的故障类型。实验结果证明了该方法的有效性。关键词：互相关系数法；粒子群算法；支持向量机ResearchonSVMFaultDiagnosisBasedonEMDandImprovedPSOAlgorithmLINan(SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding，Hebei071003，China)Abst

3、ract：Accordingtothenon—stationarycharacteristicsoffaultsignalandinordertoimprovetheaccuracyoffaultdiagnosis，theSVMmethodforfaultdiagnosisbasedonimprovedPSOwasproposed．TheparametersoftheSVMwasselectedbyusingtheim—provedPSOalgorithm；Threekindsofentropywasextractedfromthesignalasinputtoe

4、stablishtheSVMandtojudgofgearfaulttype．Experimentalresultsdemonstratedtheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywords：mutualcorrelationcoefficientmethod；PSO；SVM中图分类号：TP206．3：文献标识码：A文章编号：1006—7345(2015)02—0035—04法(improvedparticleswarmoptimization，IPSO)O前言的SVM的机械故障诊断方法．该方法针对标准现代机械装置中，齿轮最为

5、常见也最易损坏。PSO算法的缺陷，对其进行改进，并利用IPSO由于齿轮的故障大部分是其在运转过程中产生的算法对SVM进行参数优化：最后从故障信号中提含有冲击特征的非平稳振动信号．所以如何有效取三种熵值作为齿轮故障特征向量输入建立的提取齿轮故障特征具有重要的意义_1]。SVM，判断齿轮的故障类型。通过实例分析验证粒子群算法(particleswal／noptimization．PSO)了改进方法的有效性和实用性。是一种群智能演化算法[2-3]．它能够通过粒子群中1基于PSO算法的IPSO算法各个粒子问的相互合作与竞争来产生群体智能进而指导进行优化搜索。该方法收敛速度

6、较快，且1．1标准PSO算法需要调节参数较少，容易实现。但是其缺点是容标准PSO算法的搜索寻优方程可如下进行易陷入局部最优，可能找不到最优解。描述：支持向量机(supportvectormachine，SVM)(￡+1)=(D，(t)+c1r2(p，(t)一(t))+c2r2f是一种新型机器学习方法_4]．它通过结构最小(P(t)一(t))(1)化原则改善了传统分类方法的缺陷。较好的解决(f+1)=(t)+(+1)(2)了非线性、小样本等实际问题。SVM核函数的参式中，下标i代表粒子群内第i个粒子，代数选择对算法分类精度有着重要的作用。核参数表粒子维度，t代表进化

7、代数，p为粒子个体最优的选择方法主要包括网格法。群智能算法等。解，p为粒子全局最优解，为粒子位置，为基于以上分析，本文提出了基于改进PSO算粒子速度，是惯性权重，c，c是加速因子，2015年第2期云南电力技术第43卷取值通常为[0，2]，r=rande(0，1)，r=个超平面可以将训练数据分开，超平面的表达式rande(0，1)代表两个在区间[0，1]上取值可以表示为：的随机数。cEJ：x+b=0(9)1．2IPSO算法式中，和b分别代表超平面的法向量和常进过若干次的迭代，粒子群的粒子会逐渐聚数项，当03，b取到最佳时也就意味着找到了最集到个体最优位置和全局最优位

8、置所决定的