基于图正则化约束频域组稀疏模型的风电机组滚动轴承故障诊断

作     者：李继猛 王泽 史清心 孟宗 

作者机构：燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52075470) 中央引导地方科技发展资金项目(226Z2101G) 

主　　题：风电机组滚动轴承 故障诊断 组稀疏 图正则化 

摘      要：由于风电机组的非平稳运行、嘈杂环境以及强电磁干扰等，使得滚动轴承故障脉冲易被强噪声淹没，微弱特征难以准确识别。针对上述问题，提出了一种图正则化约束的频域组稀疏模型，在不依赖周期先验的前提下，实现滚动轴承故障特征的有效提取。首先，将振动信号转化成图信号以构造图正则化约束，利用结构化信息指导惩罚力度，提高稀疏重构的准确性；其次，构建图正则化约束的频域组稀疏模型，给出了组内分量收缩阈值的确定方法，并结合近端映射简化目标函数以优化求解；最后，利用构造的综合评价指标和蛾焰优化算法优化模型参数，通过对重构后时域稀疏信号的包络谱分析识别滚动轴承故障。数值仿真和实验结果表明，所提方法具有良好的抗噪性能，能够有效提取强噪声干扰下滚动轴承的微弱故障特征。