基于递归分析和Stacking集成学习的轴承故障诊断方法
作者:
中图分类号:

TH133.3;TP183

基金项目:

国家自然科学基金(12272058);北京市教育委员会科研计划项目(KM202411232 006);基于华为云主机的《数学建模》课程建设(241100007123903);北京信息科技大学“青年骨干教师”支持计划(YBT202450)


Fault diagnosis for rolling bearings based on recurrence analysis and Stacking ensemble learning
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    摘要:

    为了更加有效地挖掘滚动轴承信号中所具有的非线性信息并提高轴承故障诊断的准确率,提出一种基于递归分析和Stacking集成学习的轴承故障诊断方法.通过递归分析理论将轴承信号中的非线性信息映射到二维递归图中,分别从图像识别和递归定量分析的角度出发,对应建立了卷积神经网络和支持向量机两个子模型.使用Stacking方法将两个模型进行集成,可以在一定程度上结合两个模型的不同特点,充分发挥两个不同模型的优势.实验结果表明,该方法可以有效提高轴承振动信号的分类准确率,并在不同负载条件下表现出色且稳定,为轴承故障诊断提供了一种可靠的解决方案.

    Abstract:

    Here,a bearing fault diagnosis method based on recurrence analysis and Stacking ensemble learning is proposed to effectively extract nonlinear information from rolling bearing signals and improve diagnostic accuracy.Firstly,the nonlinear information in bearing signals is mapped to a two-dimensional recurrence plot through the application of recurrence analysis theory.Convolutional Neural Network (CNN) and Support Vector Machine (SVM) models are established from the perspectives of image recognition and recurrence quantification analysis,respectively.Finally,the Stacking method is employed to integrate these two models,leveraging their respective strengths.Experimental results demonstrate that the proposed method significantly improves the classification accuracy of bearing vibration signals and exhibits excellent stability under varying load conditions,providing a reliable solution for bearing fault diagnosis.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

黄静静,武文媗,田宇,王灿,王茂发.基于递归分析和Stacking集成学习的轴承故障诊断方法[J].南京信息工程大学学报(自然科学版),2025,17(2):235-244
HUANG Jingjing, WU Wenxuan, TIAN Yu, WANG Can, WANG Maofa. Fault diagnosis for rolling bearings based on recurrence analysis and Stacking ensemble learning[J]. Journal of Nanjing University of Information Science & Technology, 2025,17(2):235-244

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  • 收稿日期:2024-06-17
  • 在线发布日期: 2025-04-16
  • 出版日期: 2025-03-28

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