改进型 EEMD 和 MSB 解调方法及其在轴承故障特征提取中的应用
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TH165+.3;TH133.33

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国防科技大学装备综合保障技术重点实验室基金资助项目(6142003200102);国家自然科学基金资助项目(51605133);中国博士后科学基金面上项目(2021M702122)


An improved decomposition method using EEMD and MSB and its application in rolling bearing fault feature extraction
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    摘要:

    针对滚动轴承振动信号的强非线性和非平稳特性,提出了一种基于改进集成经验模态分解(IEEMD)和调制信号双谱(MSB)分析的故障特征提取方法。将集成经验模态分解(EEMD)应用于滚动轴承的振动信号处理,将其分解成一系列的本征模态函数(IMFs);通过累计均值(MSAM)准则将 IMFs 自适应地分为低频 IMFs 和高频IMFs,其中高频 IMFs 采用小波阈值降噪进行处理;将降噪后的高频 IMFs 与低频 IMFs 进行重构以获取高信噪比的瞬态脉冲信号;利用 MSB 进一步抑制瞬态脉冲信号中的随机噪声和干扰分量,并提取信号故障特征。与谱峭度(SK)和 WEEMD?MSB 分析结果进行对比,验证了该方法在轴承微弱故障特征提取方面的优越性。

    Abstract:

    Considering the nonlinear and non-stationary characteristics of rolling bearing vibration signals, a method is put forward based on improved ensemble empirical mode decomposition (IEEMD) and modulation signal bispectrum (MSB). The vibration signals are decomposed into intrinsic mode functions (IMFs) at different frequencies by EEMD. The mean of the standardized accumulated modes (MSAM) is taken as a novel criterion to divide IMFs into low-frequency and high-frequency IMFs. Subsequently, the wavelet threshold denoising algorithm is applied to the high-frequency IMFs, which is then combined with the low-frequency IMFs to generate the reconstructed signal. The MSB is used to extract modulation features by further suppressing residual random noise and deterministic interference components. The analysis results demonstrate that the method has high accuracy in fault feature extraction by comparing with Spectral kurtosis (SK) and WEEMD-MSB.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

甄 冬,田少宁,郭俊超,孟召宗,谷丰收.改进型 EEMD 和 MSB 解调方法及其在轴承故障特征提取中的应用[J].振动工程学报,2023,36(5):1447~1456.[ZHEN Dong, TIAN Shao?ning, GUO Jun?chao, MENG Zhao?zong, GU Feng?shou. An improved decomposition method using EEMD and MSB and its application in rolling bearing fault feature extraction[J]. Journal of Vibration Engineering,2023,36(5):1447~1456.]

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  • 在线发布日期: 2023-11-23
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