Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.23
no.9
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pp.814-822
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2013
For the fault diagnosis of a mechanical system, pattern recognition methods have being used frequently in recent research. Hidden Markov model(HMM) and artificial neural network(ANN) are typical examples of pattern recognition methods employed for the fault diagnosis of a mechanical system. In this paper, a hybrid method that combines HMM and ANN for the fault diagnosis of a mechanical system is introduced. A rotating blade which is used for a wind turbine is employed for the fault diagnosis. Using the HMM/ANN hybrid model along with the numerical model of the rotating blade, the location and depth of a crack as well as its presence are identified. Also the effect of signal to noise ratio, crack location and crack size on the success rate of the identification is investigated.
Widodo, Achmad;Son, Jong-Duk;Yang, Bo-Suk;Gu, Dong-Sik;Choi, Byeong-Keun;Kim, Yong-Han;Tan, Andy C.C;Mathew, Joseph
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2007.11a
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pp.891-894
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2007
This study presents fault diagnosis of low speed bearing using support vector machine (SVM). The data used in the experiment was acquired using acoustic emission (AE) sensor and accelerometer. The aim of this study is to compare the performance of fault diagnosis based on AE signal and vibration signal with same load and speed. A low speed test rig was developed to simulate various defects with shaft speeds as low as 10 rpm under several loading conditions. In this study, component analysis was also performed to extract the feature and reduce the dimensionality of original data feature. Moreover, the classification for fault diagnosis was also conducted using original data feature without feature extraction. The result shows that extracted feature from AE sensor gave better performance in faults classification.
Liang Dong ;Zeyu Chen;Runan Hua;Siyuan Hu ;Chuanhan Fan ;xingxin Xiao
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.3
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pp.827-838
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2023
Centrifugal pump is a key part of nuclear power plant systems, and its health status is critical to the safety and reliability of nuclear power plants. Therefore, fault diagnosis is required for centrifugal pump. Traditional fault diagnosis methods have difficulty extracting fault features from nonlinear and non-stationary signals, resulting in low diagnostic accuracy. In this paper, a new fault diagnosis method is proposed based on the improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm-based variational modal decomposition (VMD) and relevance vector machine (RVM). Firstly, a simulation test bench for rotor faults is built, in which vibration displacement signals of the rotor are also collected by eddy current sensors. Then, the improved particle swarm algorithm is used to optimize the VMD to achieve adaptive decomposition of vibration displacement signals. Meanwhile, a screening criterion based on the minimum Kullback-Leibler (K-L) divergence value is established to extract the primary intrinsic modal function (IMF) component. Eventually, the factors are obtained from the primary IMF component to form a fault feature vector, and fault patterns are recognized using the RVM model. The results show that the extraction of the fault information and fault diagnosis classification have been improved, and the average accuracy could reach 97.87%.
In chemical processes, unintended faults can make serious accidents. To tackle them, proper fault diagnosis models should be designed to identify the root cause of faults. To design a fault diagnosis model, a process and its data should be analyzed. However, most previous researches in the field of fault diagnosis just handle the data set of benchmark processes simulated on commercial programs. It indicates that it is really hard to get fresh data sets on real processes. In this study, real faulty conditions of an industrial polystyrene process are tested. In this process, a runaway reaction occurred and this caused a large loss since operators were late aware of the occurrence of this accident. To design a proper fault diagnosis model, we analyzed this process and a real accident data set. At first, a mode classification model based on support vector machine (SVM) was trained and principal component analysis (PCA) model for each mode was constructed under normal operation conditions. The results show that a proposed model can quickly diagnose the occurrence of a fault and they indicate that this model is able to reduce the potential loss.
The necessity of diagnosis of the rotating machinery which is widely used in the industry is increasing. Many research has been conducted to manipulate field vibration signal data for diagnosing the fault of designated machinery. As the pattern recognition tool of that signal, neural network which use usually back-propagation algorithm was used in the diagnosis of rotating machinery. In this paper, self-organizing feature map(SOFM) which is unsupervised learning algorithm is used in the abnormal defect diagnosis of rotating machinery and then learning vector quantization(LVQ) which is supervised learning algorithm is used to improve the quality of the classifier decision regions.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2006.11a
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pp.401-406
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2006
This paper presents the fault diagnosis of induction motor based on support vector machine(SVMs). SVMs are well known as intelligent classifier with strong generalization ability. Application SVMs using kernel function is widely used for multi-class classification procedure. In this paper, the algorithm of SVMs will be combined with feature extraction and reduction using component analysis such as independent component analysis, principal component analysis and their kernel(KICA and KPCA). According to the result, component analysis is very useful to extract the useful features and to reduce the dimensionality of features so that the classification procedure in SVM can perform well. Moreover, this method is used to induction motor for faults detection based on vibration and current signals. The results show that this method can well classify and separate each condition of faults in induction motor based on experimental work.
Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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2006.11a
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pp.46-53
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2006
This paper presents the fault diagnosis of induction motor based on support vector machine (SVMs). SVMs are well known as intelligent classifier with strong generalization ability. Application SVMs using kernel function is widely used for multi-class classification procedure. In this paper, the algorithm of SVMs will be combined with feature extraction and reduction using component analysis such as independent component analysis, principal component analysis and their kernel (KICA and KPCA). According to the result, component analysis is very useful to extract the useful features and to reduce the dimensionality of features so that the classification procedure in SVM can perform well. Moreover, this method is used to induction motor for faults detection based on vibration and current signals. The results show that this method can well classify and separate each condition of faults in induction motor based on experimental work.
Fast incipient fault diagnosis is becoming one of the key requirements for economical and optimal process operation management in high-tech industries. Artificial neural networks have been used to detect faults for a number of years and shown to be highly successful in this application area. This paper presents a novel test technique for fault detection and classification for module process of TFT-LCD manufacture using support vector machines (SVMs). In order to evaluate SVMs, this paper examines the performance of the proposed method by comparing it with that of multilayer perception, one of the artificial neural network techniques, based on real benchmarking data.
The stator winding faults diagnosis technique based on MCSA is as follows. Firstly, collecting the 3 phase motor currents, that signal is transformed by (d-q transform, $i_d$, $i_q$). Park's vector pattern, the circle that is down by d-q transformed currents($i_d$, $i_q$). The circle is widely used for stator winding faults detection. The current distortion ratio(DR), defined by the ratio of max-axis and min-axis of ellipse of Park's vector's pattern. In this study, distortion ratio of Park's vector pattern is suggested for Auto diagnosis of stator winding short fault and usefulness of distortion ratio is verified through simulation using LabVIEW program.
Support vector machine (SVM) is introduced as an effective fault diagnosis technique based on dissolved gases analysis (DGA) for oil-immersed transformers with maximum generalization ability; however, the applicability of the SVM is highly affected due to the difficulty of selecting the SVM parameters appropriately. Therefore, a novel approach combing SVM with improved imperialist competitive algorithm (IICA) for fault diagnosis of oil-immersed transformers was proposed in the paper. The improved ICA, which is proved to be an effective optimization approach, is employed to optimize the parameters of SVM. Cross validation and normalizations were applied in the training processes of SVM and the trained SVM model with the optimized parameters was established for fault diagnosis of oil-immersed transformers. Three classification benchmark sets were studied based on particle swarm optimization SVM (PSOSVM) and IICASVM with four multiple classification schemes to select the best scheme for transformer fault diagnosis. The results show that the proposed model can obtain higher diagnosis accuracy than other methods. The comparisons confirm that the proposed model is an effective approach for classification problems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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