基于VMD的軸承故障定子電流信號診斷

基于VMD的軸承故障定子電流信號診斷基于VMD的軸承故障定子電流信號診斷摘要：軸承故障是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備失效的主要原因之一。定子電流信號是軸承故障診斷的重要依據(jù)之一。本文提出了基于變異模態(tài)分解（VMD）的軸承故障定子電流信號診斷方法。首先，采集定子電流信號，并對其進(jìn)行預(yù)處理；然后，運(yùn)用VMD將定子電流信號分解為多個模態(tài)函數(shù)；接著，根據(jù)分解得到的各個模態(tài)函數(shù)，提取其特征參數(shù)；最后，通過特征參數(shù)的相似度計算，判斷軸承故障類型。實(shí)驗結(jié)果表明，所提出的方法能夠有效地對軸承故障定子電流信號進(jìn)行診斷，具有較高的準(zhǔn)確率和可靠性。關(guān)鍵詞：軸承故障；定子電流信號；變異模態(tài)分解（VMD）；特征參數(shù)；診斷1.引言軸承是機(jī)械設(shè)備中的重要組件，承受著機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時的載荷和轉(zhuǎn)速。然而，由于長期運(yùn)轉(zhuǎn)和不良工況，軸承常會出現(xiàn)故障。軸承故障在機(jī)械設(shè)備中的比例非常高，且常常是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備失效的主要原因之一。因此，軸承故障的及時檢測和診斷對于避免設(shè)備事故和延長設(shè)備壽命至關(guān)重要。定子電流信號是軸承故障診斷中的重要信號之一。定子電流信號能夠反映軸承故障引起的定子繞組短路、絕緣老化和轉(zhuǎn)子不對稱等問題。因此，對定子電流信號進(jìn)行準(zhǔn)確和及時地分析和診斷，對于軸承故障的預(yù)防和維護(hù)至關(guān)重要。變異模態(tài)分解（VMD）是一種多尺度信號分解方法，能夠?qū)⑿盘柗纸獬啥鄠€本征模態(tài)函數(shù)（IMF），每個IMF都具有特定的頻帶和振幅。VMD方法具有自適應(yīng)性和局部特征提取的能力，適用于信號分解和特征提取。本文提出了一種基于VMD的軸承故障定子電流信號診斷方法。首先，采集定子電流信號，并對其進(jìn)行預(yù)處理；然后，應(yīng)用VMD方法將定子電流信號分解成多個IMF；接著，根據(jù)分解得到的IMF，提取其特征參數(shù)；最后，通過特征參數(shù)的相似度計算，判斷軸承故障類型。2.方法2.1數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理通過傳感器采集軸承故障定子電流信號，并進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理主要包括濾波和去噪處理，以消除噪聲對信號分析的影響。2.2變異模態(tài)分解（VMD）利用VMD方法對定子電流信號進(jìn)行分解。VMD能夠?qū)⑿盘柗纸獬啥鄠€IMF，以及一個殘差項，其中IMF具有較好的局部特征。2.3特征提取根據(jù)分解得到的IMF，提取其特征參數(shù)。特征參數(shù)可以包括頻率、振幅、能量等信息，用于描述每個IMF的特征。2.4故障診斷通過計算不同故障類型下的IMF特征參數(shù)之間的相似度，判斷軸承故障類型。相似度計算可以采用歐幾里德距離、相關(guān)系數(shù)等方法。3.實(shí)驗結(jié)果本文選取了多個不同類型的軸承故障作為實(shí)驗樣本，采集并預(yù)處理了定子電流信號。然后，應(yīng)用VMD方法對定子電流信號進(jìn)行分解，并提取了IMF的特征參數(shù)。最后，通過相似度計算，對軸承故障類型進(jìn)行診斷。實(shí)驗結(jié)果表明，所提出的方法能夠有效地對軸承故障定子電流信號進(jìn)行診斷。通過與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)所提出的方法具有較高的準(zhǔn)確率和可靠性。此外，所提出的方法還具有較好的自適應(yīng)性和局部特征提取能力，能夠適應(yīng)不同故障類型和工況條件下的軸承故障診斷需求。4.結(jié)論本文提出了一種基于VMD的軸承故障定子電流信號診斷方法。實(shí)驗結(jié)果表明，所提出的方法具有較高的診斷準(zhǔn)確率和可靠性。所提出的方法能夠有效地對軸承故障定子電流信號進(jìn)行診斷，為軸承故障的預(yù)防和維護(hù)提供了一種有效的手段。在今后的研