声振信号联合1D-CNN的大型电机故障诊断方法

摘要

针对复杂运行环境下大功率电动机故障诊断准确率不高、算法泛化能力差的问题,提出一种声振信号联合一维卷积神经网络(1D-CNN)故障诊断方法.首先对采集到的声信号采用背景噪声库联合稀疏表示去除噪声,然后将声音信号进行带通滤波(7～20 kHz),叠加低频振动信号(7 kHz内)形成频带更完整的电动机状态表征信息.再对经过滤波提纯处理后的信息进行重叠式数据扩容,获取1D-CNN训练所需大量数据.最后将数据样本输入1D-CNN进行学习训练,采用局部均值归一化(local response normalization,LRN)和核函数去相关性改进1D-CNN模型结构,降低抽油机正负半周工况波动对电动机诊断准确性的影响.诊断结果表明:声振信号联合分析的卷积神经网络故障诊断总体诊断准确率达到了97.75％,泛化能力好,与传统的电动机故障诊断方法相比优势明显.