机机 械械 工工 程程 学学 院院轴承故障诊断轴承故障诊断ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYBP神经网络应用神经网络应用&轴承参数轴承参数滚滚 珠珠 数：数：z=8钢球直径：钢球直径：d=15mm滚到节径：滚到节径：D=65.5mm接接 触触 角：角：=6转转 频：频：31.7383Hz故障特征频率故障特征频率滚动体在内滚道的通过频率滚动体在内滚道的通过频率 滚动体在外滚道的通过频率滚动体在外滚道的通过频率 滚动体缺陷滚动体缺陷 保持架碰外环保持架碰外环 保持架碰内环保持架碰内环 ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYPART-1. 轴承故障诊断轴承故障诊断频谱分析频谱分析转转 频：频：31.7383Hz故障特征频率故障特征频率滚动体在外滚道的通过频率：滚动体在外滚道的通过频率：98.0392HzZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYPART-1. 轴承故障诊断轴承故障诊断倒谱分析倒谱分析转转 频：频：31.7383Hz故障特征频率故障特征频率滚动体在外滚道的通过频率：滚动体在外滚道的通过频率：98.0392HzZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYf=1/t= 96.1538HzPART-1. 轴承故障诊断轴承故障诊断1BP神经网络原理神经网络原理ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYPART-2. BP神经网络应用神经网络应用f-输入向量输入向量-输入向量权重系数输入向量权重系数-阈值阈值通用神经元模型通用神经元模型1BP （反向传播网络）神经网络原理（反向传播网络）神经网络原理ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYPART-2. BP神经网络应用神经网络应用-输入层节点数输入层节点数-隐层节点数隐层节点数-输出节点数输出节点数O一般按照分类目标种类选取一般按照分类目标种类选取I一般按照特征种类选取一般按照特征种类选取BP网络模型网络模型输入层输入层隐层隐层输出层输出层YNYN2BP神经网络神经网络 & 蠓虫分类蠓虫分类ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITYPART-2. BP神经网络应用神经网络应用问题：问题： 一群蠓虫中有两个品种，一群蠓虫中有两个品种，两种蠓虫在性状上不易分两种蠓虫在性状上不易分辨，主要通过触角长度和辨，主要通过触角长度和翼长区分。翼长区分。分类过程：分类过程：已知样本及其特征已知样本及其特征BP神经网络训练神经网络训练未知样本推断未知样本推断输入层输入层隐层隐层输出层输出层触角长触角长翼长翼长未知样本未知样本输出输出已知样本已知样本2BP神经网络神经网络 & 蠓虫分类蠓虫分类PART-2. BP神经网络应用神经网络应用问题：问题： 一群蠓虫中有两个品种，一群蠓虫中有两个品种，两种蠓虫在性状上不易分两种蠓虫在性状上不易分辨，主要通过触角长度和辨，主要通过触角长度和翼长区分。翼长区分。分类过程：分类过程：已知样本及其特征已知样本及其特征BP神经网络训练神经网络训练未知样本推断未知样本推断ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITY样本样本1样本样本2样本样本3样本样本n触角长触角长翼长翼长BPBPBPBP1010目标目标测试样本测试样本1/03BP神经网络神经网络 & 轴承故障诊断轴承故障诊断PART2. BP神经网络应用神经网络应用种类种类正常正常内圈剥落内圈剥落外圈剥落外圈剥落滚子剥落滚子剥落ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITY特征特征RMS（均方幅值）（均方幅值）PEAK（峰值）（峰值）AMP（平均幅值）（平均幅值）CF（峰值指标）（峰值指标）Kur（峭度）（峭度）K因子（均方幅值因子（均方幅值*峰值）峰值）I（脉冲指标）（脉冲指标）S（波形指标）（波形指标）诊断过程：诊断过程：已知故障样本及其特征参数已知故障样本及其特征参数BP神经网络训练神经网络训练未知样本故障诊断未知样本故障诊断样本样本1样本样本2样本样本3样本样本20RMSPEAK0 0 0辨识种类辨识种类AMP测试样本测试样本0 0 01 0 00 1 00 0 1CFKURK因子因子IS1 0 00 1 00 0 1正常正常内圈剥落内圈剥落外圈剥落外圈剥落滚子剥落滚子剥落4BP神经网络神经网络 & 轴承故障诊断轴承故障诊断PART2. BP神经网络应用神经网络应用种类种类正常正常内圈剥落内圈剥落外圈剥落外圈剥落滚子剥落滚子剥落ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITY特征特征RMS（均方幅值）（均方幅值）PEAK（峰值）（峰值）AMP（平均幅值）（平均幅值）CF（峰值指标）（峰值指标）Kur（峭度）（峭度）K因子（均方幅值因子（均方幅值*峰值）峰值）I（脉冲指标）（脉冲指标）S（波形指标）（波形指标）诊断过程：诊断过程：已知故障样本及其特征参数已知故障样本及其特征参数BP神经网络训练神经网络训练未知样本故障诊断未知样本故障诊断样本样本1-5样本样本6-10样本样本11-15样本样本15-20RMSPEAK0 0 0辨识种类辨识种类AMP检验样本测试检验样本测试CFKURK因子因子IS1 0 00 1 00 0 1正常正常内圈剥落内圈剥落外圈剥落外圈剥落滚子剥落滚子剥落正常正常内圈剥落内圈剥落外圈剥落外圈剥落滚子剥落滚子剥落检验检验net=newff(P,T,17,3,tansig,logsig,trainlm);A=sim(net,P) a=sim(net,p)用于故障诊断的用于故障诊断的BP神经网络模型神经网络模型训练训练输入样本自检输入样本自检4BP神经网络神经网络 & 轴承故障诊断轴承故障诊断PART2. BP神经网络应用神经网络应用ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITY诊断过程：诊断过程：已知故障样本及其特征参数已知故障样本及其特征参数BP神经网络训练神经网络训练未知样本故障诊断未知样本故障诊断振动信号振动信号特征参数计算特征参数计算BP神经网络模型神经网络模型故障识别故障识别训练训练训练样本训练样本检测检测12345谢谢谢谢ZHAO WEI_XIAN JIAOTONG UNIVERSITY