列車輪對(duì)軸承振動(dòng)與故障診斷

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的智能故障診斷方法研究現(xiàn)狀 5
1.2.2 基于深度學(xué)習(xí)的智能故障診斷方法研究現(xiàn)狀 13
1.2.3 基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能故障診斷方法研究現(xiàn)狀 19
1.3 目前研究存在的主要問(wèn)題 24
第2章 基于分?jǐn)?shù)階變分模態(tài)分解的振動(dòng)信號(hào)降噪算法26
2.1 引言 26
2.2 變分模態(tài)分解基本原理及局限性分析 26
2.2.1 變分模態(tài)分解基本原理.26
2.2.2 變分模態(tài)分解的局限性分析 28
2.3 分?jǐn)?shù)階變分模態(tài)分解基本原理及主要性質(zhì) 28
2.3.1 分?jǐn)?shù)階變分模態(tài)分解基本原理 28
2.3.2 分?jǐn)?shù)階變分模態(tài)分解的主要性質(zhì) 34
2.4 分?jǐn)?shù)階變分模態(tài)分解算法在貨車輪對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)中的應(yīng)用 48
2.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介 48
2.4.2 在含內(nèi)圈故障的貨車輪對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)中的應(yīng)用 50
2.4.3 在含外圈故障的貨車輪對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)中的應(yīng)用 54
2.5 本章小結(jié) 56
第3章 勻變轉(zhuǎn)速工況下的瞬時(shí)故障特征提取 58
3.1 引言 58
3.2 同步壓縮變換基本原理及局限性分析 58
3.2.1 同步壓縮變換基本原理.58
3.2.2 同步壓縮變換局限性分析 61
3.3 基于分?jǐn)?shù)階同步壓縮變換的輪對(duì)軸承瞬時(shí)故障特征提取 62
3.3.1 分?jǐn)?shù)階同步壓縮變換基本原理 62
3.3.2 分?jǐn)?shù)階同步壓縮變換的優(yōu)勢(shì) 64
3.3.3 基于分?jǐn)?shù)階同步壓縮變換的輪對(duì)軸承瞬時(shí)故障特征提取 67
3.4 仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 69
3.4.1 仿真信號(hào)驗(yàn)證 69
3.4.2 實(shí)測(cè)信號(hào)驗(yàn)證 75
3.5 本章小結(jié) 79
第4章 轉(zhuǎn)速波動(dòng)工況下的瞬時(shí)故障特征提取 81
4.1 引言 81
4.2 基于自適應(yīng)窗長(zhǎng)分?jǐn)?shù)階同步壓縮變換的輪對(duì)軸承瞬時(shí)故障特征提取 82
4.2.1 自適應(yīng)窗長(zhǎng)分?jǐn)?shù)階同步壓縮變換基本原理 82
4.2.2 *優(yōu)時(shí)變窗長(zhǎng)估計(jì) 83
4.3 仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 85
4.3.1 仿真信號(hào)驗(yàn)證 85
4.3.2 實(shí)測(cè)信號(hào)驗(yàn)證 89
4.4 本章小結(jié) 94
第5章 基于時(shí)間序列遞歸特性的故障特征提取 95
5.1 引言 95
5.2 高速列車輪對(duì)軸承故障特征提取方法 96
5.2.1 振動(dòng)信號(hào)遞歸圖構(gòu)建方法 96
5.2.2 多核高斯函數(shù)對(duì)稱圖注意力機(jī)制 99
5.2.3 面向圖注意機(jī)制的節(jié)點(diǎn)平均標(biāo)準(zhǔn)化層 101
5.2.4 遞歸多頭圖注意力殘差網(wǎng)絡(luò) 103
5.3 特征提取與診斷效果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析 105
5.3.1 高速列車輪對(duì)軸承數(shù)據(jù)集描述 105
5.3.2 模型穩(wěn)定性分析 107
5.3.3 模型參數(shù)選擇 109
5.3.4 對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析 110
5.3.5 模型的噪聲魯棒性實(shí)驗(yàn) 113
5.3.6 消融研究 116
5.4 本章小結(jié) 117
第6章 振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)與修復(fù) 119
6.1 引言 119
6.2 生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)基本原理 119
6.2.1 **生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò) 120
6.2.2 輔助分類器生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò).121
6.3 基于圖轉(zhuǎn)速分類器生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)與數(shù)據(jù)修復(fù) 122
6.3.1 模型結(jié)構(gòu) 122
6.3.2 訓(xùn)練及優(yōu)化過(guò)程 124
6.3.3 基于預(yù)訓(xùn)練生成器的樣本修復(fù)方法 126
6.4 數(shù)據(jù)增強(qiáng)與數(shù)據(jù)修復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析 128
6.4.1 高速列車輪對(duì)軸承實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集 128
6.4.2 輪對(duì)軸承多轉(zhuǎn)速故障樣本生成與故障診斷 129
6.4.3 樣本修復(fù)質(zhì)量對(duì)比與評(píng)估 135
6.5 本章小結(jié) 139
第7章 基于數(shù)據(jù)融合的轉(zhuǎn)速自適應(yīng)特征提取.140
7.1 引言 140
7.2 振動(dòng)–轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)融合理論 141
7.2.1 振動(dòng)–轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)特征編碼與特征提取 141
7.2.2 振動(dòng)–轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)融合與自注意力機(jī)制 144
7.3 面向融合特征的遞歸圖構(gòu)造方法 148
7.4 轉(zhuǎn)速自適應(yīng)圖注意力網(wǎng)絡(luò) 149
7.5 多轉(zhuǎn)速工況故障診斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析 152
7.5.1 多轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)集獲取 152
7.5.2 模型訓(xùn)練過(guò)程分析 153
7.5.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析 154
7.5.4 不同噪聲下的魯棒性測(cè)試 155
7.5.5 轉(zhuǎn)速自適應(yīng)能力分析 157
7.5.6 消融實(shí)驗(yàn) 160
7.6 本章小結(jié) 161
第8章 多源域下的故障遷移診斷 162
8.1 引言 162
8.2 非共有類別遷移學(xué)習(xí)的問(wèn)題描述 163
8.3 多通道非共有類別樣本圖注意力遷移學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò) 164
8.3.1 子通道遷移模型 164
8.3.2 多通道知識(shí)融合策略 167
8.3.3 模型整體訓(xùn)練流程 169
8.4 多種遷移情形的實(shí)驗(yàn)案例研究與分析 171
8.4.1 案例1：不同工況遷移 171
8.4.2 案例2：不同軸承遷移 177
8.5 本章小結(jié) 182
參考文獻(xiàn) 183