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基于小波包分析和支持向量机的转静碰摩部位识别_于明月.pdf

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第２８卷第１期航空动力学报Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１ ２０１３年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｏｗｅｒＪａｎ．２０１３  文章编号：１０００－８０５５（２０１３）０１－００４６－０８ 基于小波包分析和支持向量机的 转静碰摩部位识别 于明月１，陈果１，李成刚２，冯国全２，王德友２ （１．南京航空航天大学民航学院，南京２１００１６； ２．中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，沈阳１１００１５） 摘要：利用航空发动机转子实验器模拟不同径向碰摩部位下的碰摩故障，提出基于小波包分析的支 持向量机转静碰摩部位识别方法．首先将从机匣测得的加速度信号进行小波包分解，提取其归一化能量特 征，接下来将得到的归一化能量特征输入至支持向量机中，用以识别不同的碰摩部位．利用航空发动机转子 实验器模拟大量不同碰摩程度和不同碰摩部位的样本，利用支持向量机进行训练和测试．结果表明小波包能 量特征与支持向量机相结合可以有效地判别转静碰摩部位，且仅需１个传感器即可达到９８％的识别率． 关键词：小波包；加速度信号；能量特征；支持向量机；碰摩位置识别 中图分类号：Ｖ２１；ＴＢ１２３文献标志码：Ａ Ｒｏｔｏｒ－ｓｔａｔｏｒｒｕｂｂｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｅｒｏ－ｅｎｇｉｎｅｂａｓｅｄｏｎ ｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅ ＹＵＭｉｎｇ－ｙｕｅ１，ＣＨＥＮＧｕｏ１，ＬＩＣｈｅｎｇ－ｇａｎｇ２， ＦＥＮＧＧｕｏ－ｑｕａｎ２，ＷＡＮＧＤｅ－ｙｏｕ２ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅ， ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｈｅｎｙａｎｇＥｎｇｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ， ＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｕｂｂｉｎｇｆａｕｌｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｄｉａｌｒｕｂｂｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｓｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｒｏｔｏｒｅｘｐｅｒｉ－ ｍｅｎｔｒｉｇｏｆａｅｒｏ－ｅｎｇｉｎｅａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ａｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔ ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅ（ＳＶＭ）ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ ｏｎｔｈｅｃａｓｉｎｇｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｗｅｒｅｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｅｎｅｒｇｙｆｅａｔｕｒｅｓｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｅｎｅｒｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｉｎｐｕｔｉｎｔｏｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｕｂｂｉｎｇｐｏｓｉ－ ｔｉｏｎｓ．Ｂｙｕｓｉｎｇａｎａｅｒｏ－ｅｎｇｉｎｅｒｏｔｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｉｇ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓａｍｐｌｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｕｂｂｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｕｂｂｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｗａｓｔｒａｉｎｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｅｓｅｓａｍｐｌｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔｅｎｅｒｇｙｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｃａｎｅｆｆｅｃ－ ｔｉｖｅｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｒｏｔｏｒ－ｓｔａｔｏｒｒｕｂｂｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆａｅｒｏ－ｅｎｇｉｎｅ；ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｏｎｌｙｏｎｅｓｅｎｓｏｒ ｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｔｏｒｅａｃｈｔｈｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ９８％． 收稿日期：２０１２－０１－１６ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２２９７．Ｖ．２０１３０１１４．１７２６．２０１３０１．４６＿００７．ｈｔｍｌ 基金项目：国家安全重大基础研究项目（６１３１３９）；国家自然科学基金（６１１７９０５７） 作者简介：于明月（１９７８－），女，辽宁朝阳人，博士生，主要从事信号处理、