栗茂林，梁 霖，王孙安，庄 健

(西安交通大学 机械工程学院，西安 710049)

基于连续小波系数非线性流形学习的冲击特征提取方法

栗茂林，梁 霖，王孙安，庄 健

(西安交通大学 机械工程学院，西安 710049)

为了提取机械设备故障引发的冲击成分，提出了一种基于连续小波系数非线性流形学习的冲击故障特征提取方法。首先，基于小波熵方法优化出最优的Morlet小波波形参数，实现与冲击特征成分的最佳匹配，获取包含冲击特征信息的最优小波系数矩阵。其次，采用局部切空间排列算法对最优小波系数矩阵进行非线性约简，并基于峭度指标最大化原则，确定出特征空间中的有效低维嵌入，从而提取出最优的冲击故障特征。最后，通过仿真数据和工程实际的应用对比分析，表明该方法采用了局部线性化和全局排列的思想，与线性奇异值分解方法相比，不仅在时域上提取出峭度更大的微弱冲击特征成分，而且在频谱中还提取出了相应的低频故障特征。

特征提取;连续小波变换;非线性流形学习;冲击故障

在机械设备的故障中，冲击类故障占有较高的比例，如动静件间的周期性碰撞、缺陷轴承或齿轮运行时的瞬时冲击等。冲击响应中包含了周期性的反映固有频率的有阻尼简谐振动，其中，冲击力大小、固有特征及冲击重复周期等都是诊断的重要信息。然而由于设备的早期故障，往往使得这些周期冲击简谐振动特征被噪声淹没而不易识别。小波变换作为一种时频分析方法是研究非平稳冲击故障特征的热门工具。……