时频能量谱与VGG16结合的车轮扁疤损伤程度估计方法
China Mechanical Engineering（2023）
摘要
为了实现对运营中车辆车轮扁疤损伤程度的实时精准监测,提出了一种时频能量谱与VGG16 卷积神经网络相结合的车轮扁疤损伤程度估计方法,该方法通过对车辆运营中轴箱振动加速度信号的分析处理来实时定量估计车轮扁疤的损伤程度.建立了车辆轨道刚柔耦合系统动力学模型和车轮扁疤数学模型,仿真计算不同扁疤损伤工况下的车辆轴箱振动响应.运用形态学滤波器以及完全噪声辅助集合经验模态分解结合 Wigner-Ville分布的时频分析方法,将轴箱振动加速度信号滤波降噪后表达在时频能量谱中.构造了VGG16 卷积神经网络模型,通过大量车轮扁疤故障数据的时频能量谱构造的训练集来训练VGG16 模型.随机仿真若干车轮扁疤工况,对训练完善的VGG16 模型进行测试验证.仿真试验表明,运用时频能量谱与 VGG16 模型结合的方法能准确地估计运营中车辆的车轮扁疤损伤程度,估计误差在 1.6mm内.
更多关键词
wheel flat scar,morphological filtering,complete ensemble empirical mode decompo-sition with adaptive noise(CEEMDAN),Wigner-Ville distribution(WVD),visual geometry group 16(VGG16),time-frequency energy spectrum
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