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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于单分类支持向量机的煤矿防爆电气设备振动故障自动检测
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  • 作者

    郑铁华 王飞 赵格兰 杜春晖

  • 单位

    国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司中国煤炭科工集团信息技术有限公司山西天地煤机装备有限公司

  • 摘要
    煤矿防爆电气设备在运行过程中产生的振动会损害其机械完整性,导致紧固件松动、零部件磨损,并改变设备的结构与振动模态,进而引发信号特征的复杂变化,使得正常振动频率与故障引发的新频率成分相互混淆,模糊了正常信号与故障信号之间的界限,从而降低了传统检测方法在故障检测中的准确性。针对上述问题,提出一种基于单分类支持向量机(OCSVM)的煤矿防爆电气设备振动故障自动检测方法。首先,构造设备的正常状态特征和振动故障状态特征,根据OCSVM的特性,将正常状态特征序列设定为OCSVM核函数的决策边界学习目标。由于煤矿防爆电气设备振动故障呈现非线性和高维特征,经综合考量选定多项式核作为OCSVM的核函数。然后,采用网格搜索和K -交叉验证相结合的方式对OCSVM进行参数调优,以使OCSVM达到更好的性能。最后,通过求取OCSVM目标函数的最优解,确定最优决策边界,以此实现煤矿防爆电气设备振动故障的自动检测。实验结果显示:① 在迭代次数为20次时,OCSVM算法能够在较短时间内收敛并达到稳定。② 基于OCSVM的电气设备信号划分实验,借助多项式核函数能精准划分样本实现检测。③ 振动故障自动检测性能分析中,所提方法在各样本量下准确率均显著高于红外热成像技术检测方法、基于灰狼优化支持向量机模型检测方法,小样本量时准确率达98.25%且稳定性好。
  • 关键词

    煤矿防爆电气设备振动故障检测单分类支持向量机变分模态分解熵矩阵

  • 文章目录


    0引言
    1方法原理
    1.1防爆电气设备信号特征划分
    1.2防爆电气设备振动故障自动检测
    2实例验证
    2.1实验准备
    2.2 OCSVM性能验证
    2.3基于OCSVM的电气设备信号划分
    2.4振动故障自动检测性能分析
    3结论
  • 引用格式
    郑铁华,王飞,赵格兰,等.基于单分类支持向量机的煤矿防爆电气设备振动故障自动检测[J/OL].工矿自动化,1-8[2025-02-19].https://doi.org/10.13272/j.issn.1671-251x.2024090053.
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