广东工业大学学报 ›› 2018, Vol. 35 ›› Issue (02): 57-62.doi: 10.12052/gdutxb.170019

• • 上一篇    下一篇

基于纵横交叉算法优化BP神经网络的风机齿轮箱故障诊断方法

马留洋, 孟安波, 葛佳菲   

  1. 广东工业大学 自动化学院, 广东 广州 510006
  • 收稿日期:2017-01-15 出版日期:2018-03-09 发布日期:2018-03-13
  • 作者简介:马留洋(1992-),男,硕士研究生,主要研究方向为电力系统经济调度与风机故障诊断.
  • 基金资助:
    广东省科技计划项目(2016A010104016);广东电网公司科技项目(GDKJQQ20152066)

A Fault Diagnosis Method of Wind Turbine Gearbox Based on BP Neural Network Optimized by Crisscross Optimization Algorithm

Ma Liu-yang, Meng An-bo, Ge Jia-fei   

  1. School of Automation, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
  • Received:2017-01-15 Online:2018-03-09 Published:2018-03-13
  • Supported by:
     

摘要: 风电机组齿轮箱的运行工况比较复杂,容易发生故障. 针对常规BP(Back Propagation)神经网络故障诊断容易陷入局部最优的问题,提出一种基于纵横交叉算法(Crisscross Optimization Algorithm,CSO)优化BP神经网络的风电齿轮箱故障诊断新方法. 考虑到风电齿轮箱振动信号的波动性和非线性,首先从信号中提取故障特征参数,建立带评价因子的误差分析模型,然后通过纵横交叉算法优化BP的权值和阈值对神经网络进行训练,最后用训练好的神经网络对样本进行测试. 经实验仿真并与其他方法的对比,验证了本文方法用于风电机组故障诊断有效性及优越性.

关键词: 风电机组, 齿轮箱, 纵横交叉算法, BP神经网络, 故障诊断

Abstract: Wind turbine gearbox has high failure rate in its complex operation. In order to overcome the drawbacks of the conventional BP (Back Propagation) neural network which is easy to trap into local optimal, a new fault diagnosis model of turbine gearbox is presented based on BP neural network optimized by crisscross optimization (CSO)algorithm. Considering the instability and complexity of vibration signal of the wind turbine gearbox. The fault feature for gearbox is first extracted and a new error analysis model is established with assessment factors, CSO is then used to optimize the weights and bias of BP neural network, and finally the trained neural network is used to test the samples. The simulation and comparison with other methods show that the proposed method is effective and efficient in fault diagnosis of wind turbines.

Key words: wind turbine, gearbox, crisscross optimization algorithm, BP neural network, fault diagnosis

中图分类号: 

  • TM315
[1] 石聪聪, 刘富春. 模糊离散事件系统基于模式的故障诊断[J]. 广东工业大学学报, 2019, 36(01): 35-41.
[2] 叶彬彬, 刘富春. 随机离散事件系统的故障预测[J]. 广东工业大学学报, 2018, 35(06): 83-89.
[3] 王朗, 孟安波, 李锦焙, 魏明磊. 纵横交叉算法在梯级水库优化调度中的应用[J]. 广东工业大学学报, 2017, 34(04): 72-77.
[4] 张家宾, 张金春, 李日华, 李超亚. 基于可拓学的故障诊断及预防方法研究[J]. 广东工业大学学报, 2015, 32(1): 11-15.
[5] 李刚,汪仁煌,李佩. 基于BP神经网络的工艺球缺陷检测[J]. 广东工业大学学报, 2012, 29(1): 46-49.
[6] 郭海龙; 潘伟荣; . 基于神经网络的广东省道路交通事故模型[J]. 广东工业大学学报, 2008, 25(3): 95-99.
[7] 龙祥; 钱志博; . 模糊理论在设备故障诊断神经网络中的典型应用[J]. 广东工业大学学报, 2006, 23(4): 60-63.
[8] 张辰; 潘保昌; 郑胜林; 卢毅涛;. 一种矢量倍增算法的神经网络人脸识别方法[J]. 广东工业大学学报, 2006, 23(3): 108-112.
[9] 郑胜林; 彭明明; 潘保昌; . 一种基于Hough变换的神经网络字符识别方法[J]. 广东工业大学学报, 2003, 20(4): 73-77.
[10] 杨春燕; 何斌; . 系统故障的可拓诊断方法[J]. 广东工业大学学报, 1998, 15(1): 100-105.
[11] 秦叶; 原锡光; 冯文贤; 陈文戈; 郑佑廉; . 小波分析与机械故障诊断[J]. 广东工业大学学报, 1997, 14(2): 68-72.
[12] 秦叶; 陈文戈; 原锡光; 曾焕浪; 郑佑濂; . 大型机组振动信号的采集与典型故障的诊断[J]. 广东工业大学学报, 1997, 14(1): 75-79.
[13] 郑佑濂; 陈文戈. 大型机组运行状态的振动特征与模糊识别[J]. 广东工业大学学报, 1995, 12(S1): 53-57.
[14] 肖鸿展; 蔡千;. 模拟电路故障诊断中的故障分离[J]. 广东工业大学学报, 1994, 11(1): 71-79.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!