强干扰下基于TMD-SVD和POS-BP网络的变速箱状态识别

简介

针对车辆变速箱工作环境恶劣、故障模式难以识别的问题,在现有方法基础上,提出了一种基于经验模态-小波包结合的二次模态分解(Two-layer-mode decomposition,TMD)和奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)特征值提取方法,并结合粒子群(POS)-BP神经网络应用于变速箱故障诊断中。首先,在自行搭建的实验台上采集变速箱正常、滚动体故障、外圈裂纹、齿轮磨损4种典型状态下的振动信号;然后,用EMD分解提取信号前5个IMF分量,由于IMF1频谱依然较复杂,采用小波包继续进行2层分解;最终,由二次模态分解得到8个子序列,构建信号分量矩阵,再提取分量矩阵的奇异值作为特征值,将特征值输入构建好的POS-BP神经网络诊断模型中,根据输出识别变速箱故障类型。分析结果表明,该方法能有效应用于特种车辆变速箱故障诊断,诊断正确率达到92%,为复杂工况下变速箱状态识别提供了一种有效的参考途径。