基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承故障診斷研究

基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承故障診斷研究

摘要：滾動(dòng)軸承作為機(jī)械設(shè)備中重要的零部件之一，其故障會(huì)給設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。因此，準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)滾動(dòng)軸承的故障進(jìn)行診斷具有重要的意義。本文基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)的方法，提出了一種新的滾動(dòng)軸承故障診斷模型。通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承聲音信號(hào)進(jìn)行采集和分析，利用卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)提取滾動(dòng)軸承的抽象特征，進(jìn)而識(shí)別出滾動(dòng)軸承的故障類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)證明，該方法在滾動(dòng)軸承故障診斷中具有較好的準(zhǔn)確率和魯棒性。

關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承，故障診斷，卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)，特征抽取

1.引言

滾動(dòng)軸承作為廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中的重要部件，其故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的性能下降，甚至引發(fā)設(shè)備的全面損毀。因此，對(duì)滾動(dòng)軸承的故障進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的診斷十分重要。近年來(lái)，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行滾動(dòng)軸承故障診斷逐漸成為研究熱點(diǎn)。

2.相關(guān)工作

目前，滾動(dòng)軸承故障診斷的研究方法主要包括振動(dòng)信號(hào)分析、聲音信號(hào)分析和電流信號(hào)分析等。其中，振動(dòng)信號(hào)分析是最常用的方法之一，通過(guò)采集滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)，提取其中的特征參數(shù)，再采用一定的分類(lèi)算法進(jìn)行識(shí)別。然而，傳統(tǒng)的振動(dòng)信號(hào)分析方法往往需要大量的特征工程和手動(dòng)設(shè)計(jì)分類(lèi)器，且對(duì)信號(hào)的表達(dá)能力有一定的限制。

3.方法介紹

本文提出了一種基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法。該方法首先利用傳感器對(duì)滾動(dòng)軸承的聲音信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。然后，通過(guò)卷積層對(duì)信號(hào)進(jìn)行特征提取，獲取滾動(dòng)軸承的抽象特征。接下來(lái)，利用膠囊網(wǎng)絡(luò)對(duì)這些特征進(jìn)行識(shí)別和分類(lèi)，最終確定滾動(dòng)軸承的故障類(lèi)型。

4.實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

為驗(yàn)證本文方法的有效性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行了多次重復(fù)。實(shí)驗(yàn)中，我們采集了來(lái)自不同滾動(dòng)軸承的聲音信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。然后，將處理后的信號(hào)輸入卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在滾動(dòng)軸承故障診斷中具有較高的準(zhǔn)確率和魯棒性。

5.研究意義和展望

本研究提出了一種基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法，填補(bǔ)了傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承故障診斷方法的不足。該方法能夠有效提取滾動(dòng)軸承的抽象特征，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的故障診斷。未來(lái)，我們將進(jìn)一步完善該方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際工程中，提高滾動(dòng)軸承的安全性和可靠性。

結(jié)論：本文基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)提出了一種新的滾動(dòng)軸承故障診斷方法。通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承聲音信號(hào)的采集和分析，利用卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)提取滾動(dòng)軸承的抽象特征，進(jìn)而識(shí)別出滾動(dòng)軸承的故障類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在滾動(dòng)軸承故障診斷中具有較好的準(zhǔn)確率和魯棒性。本研究為滾動(dòng)軸承故障診斷提供了新的思路和方法，并具有一定的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值本研究提出了一種基于卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法，通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承聲音信號(hào)的采集和分析，利用卷積膠囊網(wǎng)絡(luò)提取滾動(dòng)軸承的抽象特征，進(jìn)而識(shí)別出滾動(dòng)軸承的故障類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在滾動(dòng)軸承故障診斷中具有較好的準(zhǔn)確率和魯棒性。本研究填補(bǔ)了傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承故障診斷