基于QGA和SK的滚动轴承故障诊断新方法.pdf

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1、振动与冲击第34卷第11期J0URNAL0FVIBRAT10NANDSH0CK基于QGA和SK的滚动轴承故障诊断新方法徐可君，任帅，秦海勤，李志农(1．海军航空工程学院青岛校区航空机械系，青岛266041；2．南昌航空大学测试与光电工程学院，南昌330063)摘要：基于量子遗传算法收敛速度快、全局寻优能力强的特点，将谱峭度法和量子遗传算法相融合，提出一种滚动轴承故障诊断的新方法。该方法以经初始带通滤波后的原信号的谱峭度作为量子遗传算法的适应度函数，重新优化设计最优滤波器，以设计的最优带通滤波器对原始信号滤波并进行包络分析，从而

2、实现轴承故障的诊断。实测数据分析表明，方法所得峭度谱值明显增大，包络谱线更加干净，故障特征频率更加明显。同时研究发现，方法诊断精度几乎不受传感器位置的影响。关键词：滚动轴承；量子遗传算法；谱峭度；包络分析；故障诊断中图分类号：TH133文献标志码：ADOI：10．13465／j．cnki．iVS．2015．11．019RollingbearingfaultdiagnosisbasedonquantumgeneticalgorithmandspectralkurtosisXUKe-jun，RENShuai，QINHai．qin，

3、LIZhi．nong(1．DepartmentofAviationMechanism，QingdaoBranchofNavalAviationEngineeringInstitute，Qingdao266041，China；2．SchoolofMeasuringandOpticalEngineering，NanehangHangKongUniversity，Nanchang330063，China)Abstract：Basedonrapidconvergenceandgoodglobalsearchcapacity，anewm

4、ethodforrollingbearingfaultdiagnosiswaspresentedbycombiningquantumgeneticalgorithm(QGA)andspectralkurtosis(SK)．Theoriginalsignal’SSKgainedbytheprimaryband—passfilteringwastakenasthefitnessfunctionofQGAtoredesigntheoptimalband—passfilter．Thentheoriginalsignalwasfilte

5、redwiththeoptimalband—passfilterredesigned．Thecharacteristicfrequenciesofrollingbearingfaultscouldbenicelyobtainedwiththeenvelopeanalysis．Themethodwasusedtoanalyzeactualtestingsignals．TheresultsshowedthattheSKvaluesobtainedwiththenewmethodincreaseobviously，theenvelo

6、pespectrallinesofthefilteredsignalsandthecharacteristicfrequenciesoffaultsaremuchclearerthanthoseofthetraditionalSKresults；theaccuracyofthenewmethodisnotdependentuponthepositionsofsensors．Keywords：rollingbearing；quantumgeneticalgorithm(QGA)；spectralkurtosis(SK)；enve

7、lopeanalysis；faultdiagnosis包络分析是滚动轴承故障诊断中最常用的方法之中隐藏的非平稳信息，并指出它们出现的频带。直到⋯一谱峭度的系统定义和快速算法的提出l4J，sK法在旋，该方法不仅能给出轴承的损伤程度，而且能进一步指出轴承的损伤部位。在包络分析中带通滤波参转机械故障诊断领域的应用才得到快速发展。但传数的选择至关重要，严重依赖操作人员的专业知识和统SK法存在有限冲击响应(FIR)滤波器数目有限的问以往的经验积累，得出诊断结论不仅费时，且可靠性不题，为此提出了各种改进，如苏文胜【7和蔡艳平分别高。峭度作

8、为一种统计量，在噪声较小时可以基于对用EMD对信号进行预处理并与SK法相结合，对滚动奇异信号的敏感性进行系统的异常检测，但峭度作为轴承早期故障进行了诊断；王晓冬利用多小波可以一个全局指标无法反映信号某一分量的变化。为克服更好地与故障特征匹配的特点，重构峭度图实现了滚峭度的不足