蔺梦雄,张效嫣,李泽,唐少虎

• 1:北京联合大学城市轨道交通与物流学院

摘要(Abstract)：

RV减速器的内部构成复杂，各零部件在啮合传动、变转速冲击下存在噪声干扰，这影响了对减速器健康状态及故障诊断的分析。基于此，提出一种基于改进变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的小波包降噪方法。该方法利用麻雀优化算法对变分模态分解进行参数寻优，以多尺度排列熵为适应性函数，得到最优分解层数k和惩罚因子α，并对目标含噪信号进行分解;然后利用峭度值准则，对分解后的目标分量进行选取和重构，利用小波包降噪，得到最终的降噪信号。实验结果表明，与传统的ICEEMDAN(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise)分解法和自适应小波阈值降噪法相比，本文提出的方法优势明显。与原始信号相比，信噪比提高了4.711 dB，均方根误差降低了0.229，有利于后续的分析与计算。

关键词(KeyWords)： 麻雀优化算法;变分模态分解;小波包降噪;多尺度排列熵;RV减速器;变转速

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家重点研发计划青年科学家项目(2021YFB1715700);; 北京市教委科技计划项目(KM202111417003)

作者(Author): 蔺梦雄,张效嫣,李泽,唐少虎

DOI: 10.16255/j.cnki.ldxbz.2025.06.006

参考文献(References)：

• [1]贾吉帅，周建星，曾群锋，等．精密齿轮传动RV减速器研究现状[J]．机床与液压，2023,51(10):189-196.
• [2]焦博森，蔺梦雄，张益农，等．RV减速器故障诊断方法研究现状[J]．现代制造工程，2023(6):150-159.
• [3]张丰收，祝鹏，冯崇，等．RV减速器传动精度的研究[J]．机械设计，2015,32(4):1-4.
• [4]陈李果，汪久根，张靖．基于小波理论的RV减速器振动信号分析[J]．机械传动，2018,42(5):14-17.
• [5]宋雷，游东东，郑振兴，等．基于经验模态分解的RV减速器运动参数降噪研究[J]．振动与冲击，2022,41(18):266-272.
• [6]蔺梦雄，王爽，韦克吉，等．阶次跟踪与改进小波阈值降噪的RV减速器故障诊断[J]．制造技术与机床，2022(11):9-14.
• [7]蔺梦雄，焦博森，杨琰，等．基于VMD降噪的RV减速器故障诊断[J]．北京联合大学学报，2023,37(3):7-13.
• [8]彭鹏，柯梁亮，汪久根．噪声干扰下的RV减速器故障诊断[J]．机械工程学报，2020,56(1):30-36.
• [9] LI S,LI J,MAO J D,et al. A denoising method for ECG signals based on CEEMDAN-TSO and stacked sparse autoencoders[J]. Computers in Biology and Medicine,2025,188:109818.
• [10]费红博，张超，吴乐，等．基于VMD-MCKD的微弱故障信号降噪及冲击特征增强方法[J]．机电工程，2025,42(2):237-246.
• [11]刘敏，程军圣，谢小平，等．基于改进的辛周期模态分解的滚动轴承复合故障诊断方法[J]．振动与冲击，2024,43(14):47-56.
• [12]郭常露，高先理，贾宝富，等．基于SSA-VMD和ITFPF的喷油器信号去噪方法[J]．机床与液压，2024,52(12):208-216.
• [13] E X Z,WANG W B,YUAN H. Bearing fault feature extraction method based on adaptive time-varying filtering empirical mode decomposition and singular value decomposition denoising[J].Machines,2025,13(1):50.
• [14] TIAN S N,FENG G J,MENG Z Z,et al. Incipient bearing fault extraction based on an adaptive multi-stage noise reduction method[J].Journal of Physics:Conference Series,2024,2762(1):012074.
• [15]闫鹏，张云鹏，侯善营，等．基于改进EMD-小波包的爆破振动信号降噪方法研究[J]．振动与冲击，2024,43(11):264-271.
• [16]周小龙，徐鑫莉，王尧，等．基于变分模态分解和最大重叠离散小波包变换的齿轮信号去噪方法[J]．振动与冲击，2021,40(12):265-274.
• [17] ZHOU Z L,ZHANG J K,CHENG R S,et al.Improving purity of blasting vibration signals using advanced empirical mode decomposition and wavelet packet technique[J].Applied Acoustics,2022,201:109097.
• [18] YANG J Z,ZHOU C J.A fault feature extraction method based on LMD and wavelet packet denoising[J].Coatings,2022,12(2):156.
• [19] XUE J K,SHEN B. A novel swarm intelligence optimization approach:sparrow search algorithm[J]. Systems Science&Control Engineering,2020,8(1):22-34.
• [20]王印松，蒋皓宸，孔庆梅，等．应用于气体检测信号中的VMD-小波包分析降噪方法[J]．激光与光电子学进展，2024,61(21):180-188.
• [21]张炎亮，李营．基于多尺度排列熵和IWOA-SVM的滚动轴承故障诊断[J]．电子测量技术，2023,46(19):29-34.
• [22]蔺梦雄，张向慧，姚良博，等．阶次跟踪分析方法在机器人用精密减速器摆动疲劳试验故障诊断中的应用[J]．机械传动，2022,46(10):156-162.