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《中北大学》 2011年
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基于量子特征与ICA技术的齿轮箱故障诊断研究

崔晓静  
【摘要】:齿轮箱作为最常见的机械设备,被广泛的应用在工业、农业、交通、石油等方面。正因为齿轮箱使用上的广泛性,所以世界各国都对齿轮箱的状态监测与故障诊断技术十分重视,并投入大量的人力、物力积极开展这方面的技术研究。及时发现、诊断设备故障并采取有效的措施,增加齿轮箱工作时的安全性和可靠性,降低齿轮箱的维修费用,减少由此带来的损失,对防止突发事故具有重大的现实意义。 在参阅大量文献基础上,对齿轮箱故障特征进行了深入研究,主要包括故障的形式、故障类型及振动机理、故障信号的特点等,并系统分析了齿轮箱故障诊断方法。同时对经典的独立分量分析技术(ICA)进行了详细分析,描述了ICA模型及快速固定点算法(FASTICA),并对算法进行了仿真实验,验证了算法的可行性。 研究了基于量子特征的ICA技术,即将量子理论引入到了ICA算法中,编制了特征提取和故障诊断软件,并验证了该算法的可行性。设计了齿轮箱故障诊断实验方案,对采集的振动信号进行ICA分解,然后对分离的信号提取特征,并以此作为量子自组织特征映射诊断网络(QSOFM)的输入,对齿轮箱的4种典型工况进行了故障诊断实验,QSOFM诊断率达到了90%以上,表明采用该方法提高了故障特征的识别率和诊断率。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH165.3

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张睿;郑文帅;黄彬城;钱坤;;基于FASTICA与PNN的齿轮箱故障诊断研究[J];煤矿机械;2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李悦;量子ICA技术在故障诊断中的应用研究[D];中北大学;2012年
2 万晓飞;盲源分离在齿轮变速箱故障诊断中的应用研究[D];中北大学;2013年
3 常小磊;量子盲源分离方法研究及其在故障特征提取中的应用[D];中北大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 屈微;刘贺平;张德政;;基于独立分量分析特征提取的故障诊断系统[J];北京科技大学学报;2006年07期
2 商铁军;张文明;刘立;冯志鹏;白佳宾;;齿轮局部损伤振动信号的循环平稳性分析[J];北京科技大学学报;2009年03期
3 黄蓓,王士同;量遗传算法及其在无约束优化问题中的应用[J];信息技术;2005年10期
4 黄晋英;潘宏侠;毕世华;杨喜旺;;基于高阶累量谱的轴承故障诊断[J];火炮发射与控制学报;2007年02期
5 胡人君;李坤;吴小培;;脑机接口应用中的思维任务分类[J];计算机工程与应用;2007年03期
6 李芳芳;肖本林;张谦;;基于改进独立分量分析的湿地变化检测方法[J];计算机应用;2010年05期
7 李盼池;杨雨;张巧翠;;相位编码量子蚁群算法及在连续优化中的应用[J];计算机应用研究;2010年12期
8 焦卫东;杨世锡;钱苏翔;胡红生;严拱标;;联合应用MUSIC与FastICA算法实现多个时空混叠源信号的波形重建[J];机械工程学报;2010年06期
9 成玮;张周锁;何正嘉;王衍学;陈略;;基于独立分量分析的潜艇振源贡献量定量计算方法[J];机械工程学报;2010年07期
10 王志国,和卫星;独立分量分析在CDMA系统中的应用研究[J];计算机测量与控制;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 陈平;旋转机械故障诊断量子神经计算技术研究[D];重庆大学;2007年
2 李加文;盲信号理论及在机械设备故障检测与分析中的应用研究[D];上海交通大学;2006年
3 叶娅兰;独立分量分析算法及其在生物医学中的应用研究[D];电子科技大学;2008年
4 刘建强;非平稳环境中的盲源分离算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 李盼池;量子计算及其在智能优化与控制中的应用[D];哈尔滨工业大学;2009年
6 王卫华;盲源分离算法及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈进;齿轮和滚动轴承的状态监测与故障诊断[D];西北工业大学;2006年
2 黄蓓;量子遗传算法及其在图像自适应增强中的应用研究[D];江南大学;2005年
3 马学知;基于虚拟仪器的齿轮故障测试系统[D];湖南大学;2007年
4 项文娟;齿轮箱故障源信号分析方法及系统研究[D];浙江大学;2007年
5 李跃光;量子蚁群算法的研究及应用[D];兰州理工大学;2008年
6 王琦;基于独立分量分析的故障源识别技术[D];华北电力大学(北京);2008年
7 张红涛;超声检测数控水浸扫描系统与缺陷分类研究[D];西安科技大学;2009年
8 王慧;复数fMRI数据分析的ICA算法研究[D];大连理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王春腾;杨厚群;符传谊;邢洁清;;基于独立成分分析的谱聚类方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年03期
2 屈微;刘贺平;张德政;;基于独立分量分析特征提取的故障诊断系统[J];北京科技大学学报;2006年07期
3 杨德斌;杨聚星;阳建宏;章立军;;基于声信号分析的齿轮故障诊断方法[J];北京科技大学学报;2008年04期
4 冯海军;祝华;章艺;柳瑞锋;;基于独立分量的信息极大化法机械振动盲分离研究[J];船舶工程;2008年01期
5 张毅;张辉;罗元;胡豁生;;采用Emotiv感知的智能轮椅运动控制的研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2012年03期
6 刘洪林;李海山;;ICA及其在气液两相流辨识中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年01期
7 陈超;高宪军;李德鑫;;基于独立分量分析的混叠跳频信号分离算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2008年04期
8 冀志华;蔡坤宝;叶艳芳;;基于ICA的图像盲分离算法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年04期
9 苏斓;蔡坤宝;;独立分量分析在室性早搏检测与识别中的应用[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年05期
10 闫彩虹;曾孝平;;基于ICA的胎儿心电信号提取算法的比较[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张国忠;周勇;姚兴林;卢元爽;李兆东;李怡;;现代扭矩测试技术及其在农业机械中的应用发展趋势[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 赵志宏;杨绍普;;一种基于ICA的机械故障特征提取方法[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
3 宋林峰;朱灿焰;郑博;;基于ICA和LWT的数字水印改进方案[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
4 张众;张旭东;杨小牛;;基于子空间方法的雷达信号分离算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
5 陈晋央;吴瑛;;基于独立分量分析的通信信号盲分离算法研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
6 查付政;李雷;;基于改进自然梯度的独立分量分析算法[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
7 徐旭;郭崇慧;;稀疏成分分析的简要综述[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
8 徐桂芳;陈莹莹;徐晋;;SHIBBS盲分离算法失效性分析[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
9 刘文思;耿艳峰;赵丹;于光金;张允宁;姜威;;ICA技术在两相流检测中的应用研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年
10 谢松云;张振中;张伟平;张坤;;ICA方法在脑电信号去噪中的应用研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 苏日建;信息测量系统及其若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
5 康锋;基于视觉特征的早期农林火灾检测方法的基础研究[D];浙江大学;2010年
6 张海龙;110~220kV XLPE电缆绝缘在线检测技术研究[D];武汉大学;2009年
7 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
8 廖渝;预期误差与意图理解:发展及神经机制[D];西南大学;2011年
9 李伟;复杂网络特征结构的挖掘方法研究[D];南京理工大学;2010年
10 蒋玲莉;基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚兴林;基于虚拟仪器的螺旋型旋耕埋草刀辊转矩测试系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 岑忠;体感诱发电位实验系统的设计、测量与分析[D];南京医科大学;2010年
3 边峦剑;基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 左国辉;基于子空间方法的人脸识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 张国强;复杂信号分选算法研究与硬件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 陶涛;雷达信号分选跟踪器的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 何海敏;源信号数目未知的水声信号盲源分离算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王若冲;船舶动力设备振动评估及故障特性提取研究[D];大连理工大学;2010年
9 赵长生;滚动轴承故障特征增强方法与状态预测研究[D];大连理工大学;2010年
10 甄会;欠定盲分离混合矩阵估计方法的研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 屈微;刘贺平;张德政;;基于独立分量分析特征提取的故障诊断系统[J];北京科技大学学报;2006年07期
2 王微微;邵鸣;许建华;;几种盲源分离算法的比较[J];电脑与信息技术;2008年04期
3 周凤星;程耕国;;小波分析与共振解调技术[J];电子测量技术;2003年01期
4 李真;罗海龙;李少根;;Grover量子算法在搜索无序数据库最小值中的应用[J];电子科技;2009年01期
5 张贤达,保铮;盲信号分离[J];电子学报;2001年S1期
6 凌燮亭;近场宽带信号源的盲分离[J];电子学报;1996年07期
7 刘晓芝;杨建国;李蓓智;吕志军;马胤琛;;基于独立成分分析算法的纺纱锭子噪声测试[J];纺织学报;2011年09期
8 郭俊;汲胜昌;沈琪;祝令瑜;欧小波;杜利明;;盲源分离技术在振动法检测变压器故障中的应用[J];电工技术学报;2012年10期
9 黄蓓,王士同;量遗传算法及其在无约束优化问题中的应用[J];信息技术;2005年10期
10 马建仓;冯冰;程存虎;赵述元;李国鸿;;自然梯度盲分离算法在振动信号处理中的应用[J];火力与指挥控制;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 史成江;周凤星;;基于共振解调技术和小波分析的故障诊断系统[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 韩振南;齿轮传动系统的故障诊断方法的研究[D];太原理工大学;2003年
2 沈国际;振动信号处理技术在直升机齿轮箱故障诊断中的应用[D];国防科学技术大学;2005年
3 李加文;盲信号理论及在机械设备故障检测与分析中的应用研究[D];上海交通大学;2006年
4 叶娅兰;独立分量分析算法及其在生物医学中的应用研究[D];电子科技大学;2008年
5 刘建强;非平稳环境中的盲源分离算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
6 王卫华;盲源分离算法及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祁美玲;智能故障诊断融合技术在数控机床故障诊断中的应用[D];大连交通大学;2010年
2 刘晓娟;基于希尔伯特—黄变换和支持向量机的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
3 谢志明;盲源分离技术在航空发动机故障诊断中的应用研究[D];中南大学;2011年
4 赵龙;风力发电机组故障诊断系统研究[D];华中科技大学;2009年
5 李悦;量子ICA技术在故障诊断中的应用研究[D];中北大学;2012年
6 黄平平;基于EMD的齿轮变速箱声学故障诊断[D];中北大学;2012年
7 刘芬;基于独立分量分析的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2012年
8 杨淑媛;量子进化算法的研究及其应用[D];西安电子科技大学;2003年
9 黄蓓;量子遗传算法及其在图像自适应增强中的应用研究[D];江南大学;2005年
10 鲁新义;基于共振解调技术和小波分析的故障诊断[D];武汉科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 常小磊;量子盲源分离方法研究及其在故障特征提取中的应用[D];中北大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚世锋;薛德庆;张彦斌;蔡继军;;LabVIEW与Matlab的混合编程[J];兵工自动化;2005年06期
2 吴晓兵,孙逢春,李晓雷,安永江;基于机理研究的柴油机活塞环-缸套磨损故障诊断[J];兵工学报;2000年S1期
3 徐小力,殷健;旋转机械趋势预测方法的研究[J];北京机械工业学院学报;1999年01期
4 徐小力,梁福平,许宝杰,韩秋实,王为真;旋转机械状态监测及预测技术的发展与研究[J];北京机械工业学院学报;1999年04期
5 王树明,夏国平;基于BP神经网络的飞行动态实时预测方法[J];北京航空航天大学学报;2001年06期
6 王泽,朱贻盛,王自明,张红煊;基于ICA的重叠语音基频提取和语音增强[J];北京生物医学工程;2001年04期
7 于秀霞;求解背包问题的新型算法[J];长春大学学报;2002年02期
8 张晓梅;设备故障诊断中的特征提取[J];传感器技术;2004年01期
9 王萍辉;现场齿轮箱内齿轮故障的振动法诊断[J];长沙电力学院学报(自然科学版);1999年01期
10 李辉;潘宏侠;郑海起;;Hilbert-Huang变换在行星齿轮箱故障诊断中的应用[J];测试技术学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 章林柯;何琳;朱石坚;;潜艇主要噪声源识别及贡献比计算方法综述[A];第十届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 傅瑜;小波分析在旋转机械故障诊断中的应用[D];西安电子科技大学;1998年
2 陈波;分布式远程故障诊断专家系统的框架及若干关键技术的研究[D];大连理工大学;2002年
3 冯志鹏;计算智能在机械设备故障诊断中的应用研究[D];大连理工大学;2003年
4 孟涛;齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断[D];西北工业大学;2003年
5 韩振南;齿轮传动系统的故障诊断方法的研究[D];太原理工大学;2003年
6 焦卫东;基于独立分量分析的旋转机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2003年
7 伍奎;汽轮发电机组在线监测诊断的网络化、智能化研究[D];重庆大学;2005年
8 冶继民;信源数目未知与变化时的盲信号分离方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
9 汪江;汽轮机组振动故障诊断SVM方法与远程监测技术研究[D];东南大学;2005年
10 孙红岩;大型旋转机械智能诊断多Agent系统的研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李辉;滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法[D];西北工业大学;2001年
2 陈勇;基于多元统计分析的生产过程故障诊断研究[D];浙江大学;2003年
3 张华德;传感器与信号处理技术在机械设备故障诊断中的应用研究[D];东华大学;2005年
4 张燕宏;焊缝自动超声检验技术与设备的试验研究[D];合肥工业大学;2005年
5 张波;基于独立分量分析的特征提取技术在目标识别中的应用[D];华中科技大学;2005年
6 吴小燕;移动自组网路由策略及优化研究[D];浙江工业大学;2006年
7 毋琦;改进HHT方法及其在故障信号分析中的应用[D];华北电力大学(北京);2006年
8 黄灿辉;独立分量分析在盲信号分离中的应用研究[D];重庆大学;2006年
9 孙楠楠;大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现[D];重庆大学;2006年
10 欧屹;MROBOT机械系统设计与动力学分析研究[D];南京理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵丽,万柏坤,高扬;独立分量分析方法在脑电信号预处理中的应用研究[J];仪器仪表学报;2003年S1期
2 甘武;;ICA在工频通信谐波干扰抑制中的应用[J];中国新技术新产品;2008年16期
3 刘化;宋进良;薛一鸣;;ICA算法在工频失真度谐波分析应用中的研究[J];东北电力技术;2009年12期
4 杨巨平;任崇巍;;ICA算法及最大熵方法在闸瓦钎丢失故障自动识别中的应用[J];哈尔滨铁道科技;2008年01期
5 沈堤;童宁宁;郭艺夺;南秦博;;基于盲信号分离的波达方向估计[J];空军工程大学学报(自然科学版);2010年02期
6 万坚;许华;朱中梁;;基于独立分量分析的成对载波多址分离新算法[J];通信学报;2006年08期
7 徐志钮;律方成;李燕青;李和明;;基于ICA的含噪电力系统信号的频率测量[J];电力自动化设备;2008年08期
8 潘孝礼;肖冬;毛志忠;王福利;;穿孔机最优导盘转速确定[J];东北大学学报(自然科学版);2007年11期
9 胡晓斌;杨永崇;;ICA新算法在遥感图像分类中的应用[J];科技风;2009年20期
10 竺如生;李亚军;国强;李和平;万建;;一种多分量线性调频辐射源信号分析方法[J];电测与仪表;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭旭红;朱忠奎;;基于ICA的工业过程监控方法及其在TEP中的应用[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
2 王岩;王永刚;戚志海;张丽霞;;改进的Fast-ICA算法在地震资料去噪中的应用[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
3 赵志宏;杨绍普;;一种基于ICA的机械故障特征提取方法[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
4 刘文思;耿艳峰;赵丹;于光金;张允宁;姜威;;ICA技术在两相流检测中的应用研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年
5 王心怡;李运周;;用于水声信号盲分离的复数ICA[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 欧阳宁;刘钊;;基于ICA的运动目标轨迹生成方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
7 周书仁;梁昔明;朱灿;;一种优化的ICA表情特征提取方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 潘威;李巍华;;基于ICA和SVM的齿轮早期故障诊断[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
9 何沛思;孙季丰;;ICA和子采样在DWT域彩色图像水印中的应用[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
10 雷亚国;林京;何正嘉;;基于多传感器信息融合的行星齿轮箱故障诊断[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 总社国际合作部 供稿;ICA召开全球大会李春生再次当选副主席[N];中华合作时报;2009年
2 王德俊;简述“ICA”、“ICA”和“CITRA”[N];中国档案报;2002年
3 本报记者 陆振华;天津较量:发达国家要变相MRV 中国对ICA态度开放[N];21世纪经济报道;2010年
4 刘国能;冰岛前总统和ICA圆桌会议[N];中国档案报;2001年
5 刘金友;昌乐:蓝宝石借力ICA接轨国际[N];中国特产报;2009年
6 王德俊;国际档案理事会历任主席简介[N];中国档案报;2002年
7 本报记者 薛守仁;与中国人做知心朋友[N];科技日报;2002年
8 么;全球棉花消费将连创新高[N];国际经贸消息;2000年
9 睿思;ICA积极与内地彩宝专家互动[N];中国黄金报;2009年
10 小朝;世界棉花产量亟需提高[N];国际商报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵立权;ICA算法及其在阵列信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王峻峰;基于主分量、独立分量分析的盲信号处理及应用研究[D];华中科技大学;2005年
3 郭晓静;独立分量分析在脑—机接口中的应用研究[D];安徽大学;2010年
4 周仲兴;复合下肢想象动作电位的特征识别新技术研究[D];天津大学;2009年
5 严可国;大型汽轮发电机组故障诊断方法及监测保护系统研究[D];华北电力大学(北京);2009年
6 米建勋;带参考信号的独立分量分析理论及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 万敏;独立分量分析的神经网络方法[D];电子科技大学;2011年
8 雷玉洁;转化生长因子β1、ica操纵子对肺癌患者生物材料细菌生物膜形成的影响[D];昆明医科大学;2012年
9 静行;基于独立分量分析的结构模态分析与损伤诊断[D];武汉理工大学;2010年
10 许昕;基于滤波技术和粒子群优化的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔晓静;基于量子特征与ICA技术的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
2 吴继蓉;基于ICA算法的遥感数据植被信息提取研究[D];中国地质大学(北京);2010年
3 周洪昌;独立分量分析(ICA)理论及其应用[D];大庆石油学院;2010年
4 李金辉;基于ICA的控制回路故障诊断方法[D];北京化工大学;2012年
5 刁国影;模式群分集复用系统中基于ICA的解复用技术研究[D];吉林大学;2011年
6 邢军阳;基于QPSO和ICA的图像盲源分离方法的研究[D];郑州大学;2012年
7 吴超;MGDM多模光纤通信系统中基于ICA的视频信号分离技术研究[D];吉林大学;2012年
8 刘芬;基于独立分量分析的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2012年
9 刘冠聪;基于Kernel ICA的PET图像去噪的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 李健;基于ICA域的泊松噪声消除算法以及在CT成像中的应用[D];中南林业科技大学;2008年
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