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基于小波包与改进DE-ELM的汽轮机振动故障诊断研究

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基于小波包与改进DE-ELM的汽轮机振动故障诊断研究

作者：迟警东北电力大学

学位级别：硕士

汽轮机是发电厂在生产过程中的重要部件,主要被用作生产过程中的热力发动机,将煤燃烧后获得的热能转换成为旋转部件的机械能、进而经发电机转换成为电能。其高效且稳定的工作是电厂中经济生产的重中之重。伴随着电厂设备不断地向大机组... 详细信息

汽轮机是发电厂在生产过程中的重要部件,主要被用作生产过程中的热力发动机,将煤燃烧后获得的热能转换成为旋转部件的机械能、进而经发电机转换成为电能。其高效且稳定的工作是电厂中经济生产的重中之重。伴随着电厂设备不断地向大机组、高参数的方向去发展,设备的复杂程度与自动化水平也日益增高。因此,为确保设备安全运转,降低安全费用,提高设备使用率,必须采取有效的方法对汽轮机组进行状态检测与故障诊断。本文采用小波包分析的方法,对于汽轮机的振动信号包含大量的突变和短时冲击成分的特点对典型的去噪方法实施改进,采用基于Shannon熵的最优小波包结合不同的频段阈值选取的方式对振动信号进行去噪处理,取得了良好的效果。并利用“小波包—能量谱”的方法对去噪后的信号进行了分解,并把各个频段的节点单独的进行重构获得重构数据的能量,并进行归一化处理得到振动信号的振动征兆,构建出汽轮机振动故障的特征。极限学习机相比其他的分类网络具有速度快且泛化能力好的优势,但它的输入权值与隐含层偏置是进行随机选取的,并不能确保其最优,所以利用改进后差分进化算法(IMDE)的整体搜索与快速进化的优点,对极限学习机进行了优化,设计了IMDE-ELM分类器。依据汽轮机的振动故障特征表采用IMDE-ELM分类器模型对汽轮机的振动状态进行训练与识别。通过Matlab软件进行程序的编写,并对诊断结果加以仿真对比。仿真结果表明：IMDE-ELM模型的诊断速度相比其他模型更快,且诊断精度可以达到100%。该模型可以被用作汽轮机振动状态的识别与分类,为汽轮机的振动故障诊断研究提供了坚实的理论基础。

关键词：振动故障最优小波包基 “小波包-能量谱” IMDE-ELM分类器

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基于小波包分复用的宽带通信技术研究

基于小波包分复用的宽带通信技术研究

作者：凡倩西南科技大学

学位级别：硕士

小波包分复用(Wavelet Packet Division Multiplex,WPDM)技术是一种将小波包变换运用于多载波调制系统中的新型多载波调制技术,小波包函数时频域相互正交的特性使WPDM系统具有较高频谱利用率和良好的抗衰落、非均匀信道划分能力等特性,... 详细信息

小波包分复用(Wavelet Packet Division Multiplex,WPDM)技术是一种将小波包变换运用于多载波调制系统中的新型多载波调制技术,小波包函数时频域相互正交的特性使WPDM系统具有较高频谱利用率和良好的抗衰落、非均匀信道划分能力等特性,较OFDM系统具有更好的带宽利用率、功率谱带外衰减速度和抗衰落干扰能力,更加适用于宽带通信中多重复杂环境下传输。围绕WPDM对宽带多载波通信系统的改进应用,本文主要研究以下几个方面:首先在对WPDM技术认识的基础上,提出宽带通信中WPDM传输系统模型,分析并论证了该系统的功率谱密度、频谱利用率、抗衰落等方面的性能改善,证明了相比OFDM系统,WPDM系统更适用于复杂的宽带通信传输,同时也为后文分析小波函数消失矩和峰均功率比对WPDM系统的性能影响奠定基础。其次,研究不同小波函数和小波函数消失矩对WPDM系统性能的影响。再针对WPDM系统性能在多径干扰环境下受限于小波消失矩这一缺陷,采用小波包剪枝优选算法,在不增加小波消失矩长度的基础上提高系统抗多径干扰能力,剪枝优选出的小波包树结构即为WPDM技术在宽带通信传输系统中的最优小波包基。最后研究WPDM对宽带通信系统的峰均功率比(Peak-To-Average Power Ratio,PAPR)抑制问题。针对采用传统限幅加窗算法导致WPDM系统有过高误码率这一不足,本文提出一种基于剪枝优小波包树和改进限幅加窗的联合算法提高WPDM系统性能,理论分析和仿真结果表明,联合算法不仅降低了WPDM系统发送端的PAPR,而且还提高了WPDM的误码性能,减小了系统计算复杂度。

关键词：小波包分复用小波包调制最优小波包基峰均功率比

基于小波包和GA-LM-BP神经网络的汽轮机故障诊断

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制造业自动化 2015年第15期37卷 109-113页

作者：焦圣喜迟警李婉珍东北电力大学自动化工程学院吉林132012

对火电厂汽轮机转子常见的各类振动故障进行识别与诊断,可以及时发现故障并进行维修与预防。在传统故障诊断的基础上,采用基于shannon熵的最优小波包基降噪算法对原始故障信号进行去噪,利用"小波包-能量法"提取信号不同频段能量构造不... 详细信息

对火电厂汽轮机转子常见的各类振动故障进行识别与诊断,可以及时发现故障并进行维修与预防。在传统故障诊断的基础上,采用基于shannon熵的最优小波包基降噪算法对原始故障信号进行去噪,利用"小波包-能量法"提取信号不同频段能量构造不同故障征兆表,并对故障特征量采用GA改进的LM-BP优化算法进行训练与识别。结果表明最优小波包基降噪效果优于硬阈值去噪,改进后的GA-LM-BP神经网络在汽轮机转子振动故障诊断精度和速度上均具有明显的改善。

关键词：识别与诊断最优小波包基小波包-能量法 GA-LM-BP神经网络

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微电机噪声信号的小波包分析与故障检测

湖南工程学院学报（自然科学版） 2010年第4期20卷 24-27页

作者：陈国强彭文静湖南工程学院机械工程学院湘潭411101 湖南工程学院工程训练中心湘潭411101

电机运转噪声中包含了电机状态的信息,分析了微电机的噪声源及噪声信号特征,基于最优小波包基和Donoho软阈值消噪方法对一组微电机标准信号和故障信号进行了消噪处理,比较低频信号成分的功率谱得出故障特征频率,从而确定电机故障,结果... 详细信息

电机运转噪声中包含了电机状态的信息,分析了微电机的噪声源及噪声信号特征,基于最优小波包基和Donoho软阈值消噪方法对一组微电机标准信号和故障信号进行了消噪处理,比较低频信号成分的功率谱得出故障特征频率,从而确定电机故障,结果表明该方法能有效实现对电机的故障检测.

关键词：微电机最优小波包基故障检测噪声信号

基于改进小波包算法的水声信号消噪与重构研究

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声学与电子工程 2004年第2期 5-9页

作者：葛永陈建安西安电子科技大学电子工程学院西安710071

水声对抗包括主动声呐对抗和被动声呐对抗,为了实现干扰器材的最佳作战效能,干扰信号的产生必须适应水声探测技术的发展趋势-非线性时变和宽带的特征。小波分析是非线性时变信号处理领域的有用工具,文章研究了最优小波包基算法以及非正... 详细信息

水声对抗包括主动声呐对抗和被动声呐对抗,为了实现干扰器材的最佳作战效能,干扰信号的产生必须适应水声探测技术的发展趋势-非线性时变和宽带的特征。小波分析是非线性时变信号处理领域的有用工具,文章研究了最优小波包基算法以及非正交小波包基追踪算法在声呐信号消噪与重构中的应用,数值仿真验证了算法的适应性及稳定性。

关键词：水声对抗最优小波包基追踪算法阈值选择消噪重构水声信号

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红外光谱预处理中去噪的研究

光谱实验室 2006年第4期23卷 815-819页

作者：刘志宏邓波周玉荣庞小峰张晓春电子科技大学生命科学与技术学院成都信息工程学院电子工程系成都市610041 成都信息工程学院电子工程系

红外(IR)光谱由于包含了噪声等各种外界干扰因素。应该先进行光谱预处理,以便降噪,提高分析准确度。本文采用了一种基于最优小波包基的信号去噪算法,该算法根据最小代价原理,采用不同的阈值算法对光谱的高频和低频信号进行量化处理,用... 详细信息

红外(IR)光谱由于包含了噪声等各种外界干扰因素。应该先进行光谱预处理,以便降噪,提高分析准确度。本文采用了一种基于最优小波包基的信号去噪算法,该算法根据最小代价原理,采用不同的阈值算法对光谱的高频和低频信号进行量化处理,用量化后的系数重构得到去噪信号,从而达到较好的去噪效果。实验表明,本方法处理后光谱曲线非常光滑、噪声消除效果明显。

关键词：去噪小波包变换最优小波包基红外光谱