極限學(xué)習(xí)機(jī)在航空軸承故障診斷中的應(yīng)用研究

皮 駿，馬 圣，王力平，李章萍

（1.中國(guó)民航大學(xué)，通航學(xué)院，天津300300；2.中國(guó)民航大學(xué)，航空工程學(xué)院，天津300300；3.珠海摩天宇航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修有限公司，TE90，廣東 珠海 519030；4.中國(guó)民航大學(xué)，經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津300300）

1 引言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作在高溫高載荷的環(huán)境中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生機(jī)械故障，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)有效工作，需要對(duì)其進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)[1]。而軸承則是轉(zhuǎn)子機(jī)械中的核心部件，其性能狀態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)子機(jī)械的影響不可忽視。

軸承材料與轉(zhuǎn)子機(jī)械中其他零部件采用的材料不同，因此，傳統(tǒng)的油液分析法[2]可用于軸承故障診斷，但油液分析法往往取決于觀測(cè)者的經(jīng)驗(yàn)，因此誤差大，且效率底。

隨著轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)[3]的深入研究，發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)物體振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行故障診斷。這種方法減少油液分析中人為因素的干擾，但卻對(duì)振動(dòng)信號(hào)的提取和診斷方法提出要求，如：診斷效率、方法穩(wěn)定性等等。為了達(dá)到這一要求，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)便得到了廣泛運(yùn)用。在文獻(xiàn)[4-7]中，學(xué)者們利用不用同的信號(hào)處理手段對(duì)軸承故障振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，并分別結(jié)合支持向量機(jī)[4，5]、多核學(xué)習(xí)機(jī)[6]、Elman[7]網(wǎng)絡(luò)等對(duì)軸承故障進(jìn)行診斷，并取得較好結(jié)果。

但由于部分前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在一定缺陷，如：收斂速度慢、易陷于局部極值等，因而診斷效果仍有待提高。為了去解決前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)缺陷問題，文獻(xiàn)[8]提出ELM 網(wǎng)絡(luò)。極限學(xué)習(xí)機(jī)克服了傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)速率慢、易陷于局部極值等缺點(diǎn)，因而得到廣泛運(yùn)用。如：文獻(xiàn)[9]利用優(yōu)化的學(xué)習(xí)機(jī)對(duì)軸承故障進(jìn)行診斷，并取得較好結(jié)果；……