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基于改进小波包能量熵和阈值自适应的切削颤振在线监测

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仪器仪表学报 2024年

作者：聂兴毅黄华李旭东赵丛林吴亚东兰州理工大学机电工程学院

颤振是影响机床加工质量的重要原因之一，传统的颤振监测算法对颤振孕育阶段的感知灵敏度低，且监测阈值的设定不具备泛化性和实时性，针对该问题提出了一种能够自适应地识别早期颤振的在线监测方法。首先使用改进的小波包能量熵算法（I... 详细信息

颤振是影响机床加工质量的重要原因之一，传统的颤振监测算法对颤振孕育阶段的感知灵敏度低，且监测阈值的设定不具备泛化性和实时性，针对该问题提出了一种能够自适应地识别早期颤振的在线监测方法。首先使用改进的小波包能量熵算法（Improved wavelet packet energy entropy， IWPEE）提取颤振特征，在提高识别精度和鲁棒性的同时降低了计算量。其次基于改进的拉依达准则确定颤振监测阈值，使系统能够根据不同的加工条件自适应地计算颤振监测阈值。然后根据实际加工监测需求开发高效颤振在线监测软件，并且通过仿真信号和切削试验验证了本文所提算法的有效性。结果表明，IWPEE算法相较于传统熵值判定法，识别灵敏度提高了360%，改进的拉依达准则能自适应地确定阈值并成功在颤振孕育阶段将其监测出来，相较于传统阈值算法在阈值稳定性和适应性上有显著提升。

关键词：颤振监测小波包能量熵阈值自适应拉依达准则

基于小波包能量熵-BP神经网络的核电站阀门远传机构故障诊断研究

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沈阳工程学院学报（自然科学版） 2024年第3期20卷 45-56,72页

作者：邓家利刘劲涛王永超沈阳工程学院能源与动力学院辽宁沈阳110136 沈阳工程学院机械学院辽宁沈阳110136

核电站阀门远传机构长期运行在恶劣工况下,当出现故障时会使核电站中关键阀门无法正常开闭,严重时导致设备停机检修,从而造成经济损失。针对这一问题,本文提出一种小波包能量熵-BP神经网络的阀门远传机构故障诊断方法。阀门远传机构样... 详细信息

核电站阀门远传机构长期运行在恶劣工况下,当出现故障时会使核电站中关键阀门无法正常开闭,严重时导致设备停机检修,从而造成经济损失。针对这一问题,本文提出一种小波包能量熵-BP神经网络的阀门远传机构故障诊断方法。阀门远传机构样机搭建LabWindows/CVI振动信号采集试验平台,使用小波包算法对故障信号进行分解与重构,并提取小波包能量熵来构造故障特征向量,输入到BP神经网络训练后,经MATLAB仿真运行,验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：阀门远传机构小波包能量熵 BP神经网络 MATLAB 故障诊断

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基于小波包能量熵与VDM的变电站变压器局部放电在线检测方法

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电工技术 2024年第11期 167-169,173页

作者：田贞中海石油(中国)天津分公司天津300450

为了精准且及时地感知变压器局部放电等异常现象,以某变电站变压器为例,开展局部放电在线检测方法的研究。采用小波分析法,对不同种类的放电参数进行分段采集与分析;采集变压器在常态化条件下运行的原始信号,根据小波包能量熵提出的能... 详细信息

为了精准且及时地感知变压器局部放电等异常现象,以某变电站变压器为例,开展局部放电在线检测方法的研究。采用小波分析法,对不同种类的放电参数进行分段采集与分析;采集变压器在常态化条件下运行的原始信号,根据小波包能量熵提出的能量守恒原则,引进小波包能量熵与VDM,进行变压器局部能量熵的提取;根据变压器放电的等值分析,获取等效电容中的电压值,以此为依据,实现对变电站变压器局部放电的在线检测及放电强弱的判断。实验结果表明,设计的方法可以实现对变压器局部放电的精准识别与检测。

关键词：小波包能量熵在线检测局部放电变压器变电站 VDM

基于小波包能量熵和Fisher判别的油纸绝缘老化拉曼光谱诊断

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光谱学与光谱分析 2018年第10期38卷 3117-3123页

作者：范舟陈伟根万福邹经鑫王建新重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

准确诊断油纸绝缘材料的老化程度是保证油纸绝缘设备安全运行的重要技术手段。拉曼光谱在物质成分分析及状态诊断领域已经普遍应用。结合实验室搭建的油纸绝缘拉曼光谱分析平台,根据绝缘纸的平均聚合度将加速热老化实验获得的油纸样本... 详细信息

准确诊断油纸绝缘材料的老化程度是保证油纸绝缘设备安全运行的重要技术手段。拉曼光谱在物质成分分析及状态诊断领域已经普遍应用。结合实验室搭建的油纸绝缘拉曼光谱分析平台,根据绝缘纸的平均聚合度将加速热老化实验获得的油纸样本分为四个老化阶段。通过对不同老化样本拉曼光谱所包含的能量信息分析,运用小波包能量熵提取特征量,结合Fisher判别法构造判别函数,建立基于拉曼光谱老化特征量的油纸绝缘老化诊断模型,并收集现场变压器油样验证诊断模型的泛化能力。结果表明,两个判别函数能区分不同老化阶段的绝缘油样,对于老化样本的判别正确率达到84.2%。拉曼光谱结合小波包能量熵和Fisher判别分析法能够有效地对油纸绝缘老化状态进行诊断。

关键词：拉曼光谱油纸绝缘小波包能量熵 Fisher判别分析老化诊断

小波包能量熵神经网络在电力系统故障诊断中的应用

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电网技术 2006年第5期30卷 72-75,80页

作者：张举王兴国李志雷华北电力大学电气工程学院河北省保定市071003

提出了一种基于小波包能量熵神经网络的电力系统故障诊断方法。对采集到的故障后电压信号进行3层小波包分解,提取小波包能量熵,然后构造信号的小波包特征向量, 并以此向量作为故障样本对3层BP神经网络进行训练,实现智能化故障诊断。ATP... 详细信息

提出了一种基于小波包能量熵神经网络的电力系统故障诊断方法。对采集到的故障后电压信号进行3层小波包分解,提取小波包能量熵,然后构造信号的小波包特征向量, 并以此向量作为故障样本对3层BP神经网络进行训练,实现智能化故障诊断。ATP和Matlab仿真结果表明该方法有效可行。

关键词：电力系统小波包能量熵神经网络故障诊断小波变换

基于小波包能量熵的油纸绝缘气隙放电阶段识别

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中国电机工程学报 2016年第2期36卷 563-569页

作者：陈伟根谢波龙震泽崔鲁李永森周渠陈曦输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 国网重庆电力公司电力科学研究院

油纸绝缘气隙放电是运行变压器局部放电的主要方式,研究其发展阶段对变压器潜伏性故障的有效监测及诊断具有重要意义。论文模拟实际变压器运行环境建立油纸绝缘气隙放电缺陷模型,利用恒压法采集其局部放电信号,采用小波包分解对局放信... 详细信息

油纸绝缘气隙放电是运行变压器局部放电的主要方式,研究其发展阶段对变压器潜伏性故障的有效监测及诊断具有重要意义。论文模拟实际变压器运行环境建立油纸绝缘气隙放电缺陷模型,利用恒压法采集其局部放电信号,采用小波包分解对局放信号进行频带划分,获取其各频带下信号能量分布以及局放发展过程信号总能量发展情况,基于不同频带下信号能量变化特征提出以小波包能量熵作为局部放电发展特性的新特征量,通过小波包能量熵在整个过程中的循环变化特征规律,提出以小波包能量熵"阶跃"断层点为支点的局部放电阶段有效划分方式,并根据小波包能量熵在不同阶段的阈值特点,建立通过阈值判定来识别局部放电发展阶段的模型。

关键词：气隙放电频带能量小波包能量熵阶段识别

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基于小波包能量熵的电池剩余寿命预测

电工技术学报 2020年第8期35卷 1827-1835页

作者：陈琳陈静王惠民韦海燕潘海鸿广西大学机械工程学院南宁530004 广西电化学能源材料重点实验室培育基地可再生能源材料协同创新中心南宁530004

电池剩余寿命(RUL)预测对电池健康管理至关重要。该文针对传统电池RUL预测过于依赖电池容量而容量数据难以直接获取的问题,提出对可直接在线测量的电池放电电压进行小波包能量熵(WPEE)提取替代容量表征电池退化。此外,利用提取的WPEE建... 详细信息

电池剩余寿命(RUL)预测对电池健康管理至关重要。该文针对传统电池RUL预测过于依赖电池容量而容量数据难以直接获取的问题,提出对可直接在线测量的电池放电电压进行小波包能量熵(WPEE)提取替代容量表征电池退化。此外,利用提取的WPEE建立分数阶灰色退化模型(FGM)融合改进无迹粒子滤波(AUPF),构建FGM-AUPF算法框架,最终实现电池RUL预测。实验结果表明,该文构建的FGM-AUPF算法框架分别利用电池放电电压WPEE和容量作为退化表征量,均能准确地预测电池RUL,且用电池放电电压WPEE预测得到的结果相对误差不大于5.96%。

关键词：电池剩余寿命小波包能量熵分数阶灰色退化模型无迹粒子滤波

小波包能量熵的高压转子装配性能特征的提取方法研究

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机械设计与制造 2013年第10期 110-113页

作者：杜炜陈卫程礼赵传洪空军工程大学航空航天工程学院陕西西安710038

航空发动机结构装配性能对于保证发动机安全稳定的工作具有极其重要的意义。以航空发动机高压转子为研究对象,围绕转子装配性能进行检测试验、特征提取、规律分析等方面的研究。在分析小波包分解原理以及能量熵原理的基础上,提出了基于... 详细信息

航空发动机结构装配性能对于保证发动机安全稳定的工作具有极其重要的意义。以航空发动机高压转子为研究对象,围绕转子装配性能进行检测试验、特征提取、规律分析等方面的研究。在分析小波包分解原理以及能量熵原理的基础上,提出了基于小波包能量熵的信号特征提取方法。通过对不同状态下的航空发动机高压转子装配性能进行检测试验对该方法的准确性加以验证。实验结果表明,所提出的特征提取方法能够准确描述转子装配状态变化规律。

关键词：航空发动机高压转子装配性能小波包能量熵故障诊断

基于小波包能量熵的电力变压器运行状态评估方法研究

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电工技术 2023年第5期 51-54,58页

作者：王树东张宇兰州理工大学甘肃兰州730000

振动在线检测法在电力变压器机械故障诊断中的应用越来越广泛,在此基础上将能量熵引入电力变压器绕组振动信号的特征提取中。通过实验提取一台电力变压器绕组正常运行和短路冲击运行时的振动信号,运用小波包分解重构原理分解出信号的子... 详细信息

振动在线检测法在电力变压器机械故障诊断中的应用越来越广泛,在此基础上将能量熵引入电力变压器绕组振动信号的特征提取中。通过实验提取一台电力变压器绕组正常运行和短路冲击运行时的振动信号,运用小波包分解重构原理分解出信号的子频带,采用频段-能量熵方法来检测电力变压器绕组不同运行条件下短路故障类型。实验结果表明,不同机械状态下电力变压器绕组振动信号特征向量之间的差异性可作为故障诊断的依据。

关键词：电力变压器故障诊断绕组小波包能量熵