内核噪声拓展自适应多元变分模态分解及机械复合故障诊断应用

来源：机械工程学报杂志2025年第11期北京时间：

作者：孙世博, 袁静, 赵倩, 蒋会明, 魏颖

单位：1. 上海理工大学机械工程学院 上海 200093;2. 上海无线电设备研究所 上海 201109

摘要：为解决复合故障特征信息难以有效同步获取问题，提出一种内核噪声拓展自适应多元变分模态分解的机械复合故障诊断方法。首先，利用核主成分分析和奇异熵增量曲率谱设计多元噪声同步估计技术，通过对多元信号高维空间模型进行降维和重构处理，有效地从非线性原始信号中同步获取多元噪声分量。其次，利用同步估计的多元噪声分量构造内核噪声拓展模型作为输入数据源，提高相应分解层带宽选取准确性以改善模态混淆现象，为复合故障特征有效分离提供解决方案。同时，结合带宽平衡参数更新策略，为内核噪声拓展模型设计用于递归并行分解的新目标函数，自适应选择最优分解层数和各分解层多元本征模态函数(Intrinsic mode function，IMF)带宽平衡参数。最终，输出完整多元期望IMF集合以同步提取复合故障特征。由工程实例结果表明，所提方法可有效应用于机车走行部轴承和星载天线指向机构谐波减速器复合故障诊断。

关键词：多元变分模态分解,核主成分分析,多元噪声利用,同步提取,复合故障诊断；

基金资助：国家自然科学基金(52375111，52205113)和上海市青年科技英才扬帆计划(21YF1430600)资助项目。