本书面向现代机械设备故障诊断与维护技术领域发展需求，能满足重大机械装备早期故障诊断与剩余寿命预测技术理论的研究与工程分析需求。本书首先介绍了滚动轴承的结构特点和常见失效形式，然后从降噪处理、特征提取、故障诊断和寿命预测四个方面论述了滚动轴承故障诊断与寿命预测技术的原理和方法，并结合仿真信号和工程实例验证了上述方法的有效性。
本书可供从事机械设备状态监测与故障诊断、设备管理与维护的广大科技人员使用和参考，也适合作为高等院校机械、能源、动力等专业的高年级本科生、研究生的教材或参考书。

第1章 绪论
1.1 滚动轴承简介
1.1.1 滚动轴承的特点
1.1.2 滚动轴承的结构
1.2 滚动轴承故障诊断
1.2.1 常见失效形式
1.2.2 故障诊断方法
1.3 滚动轴承寿命预测
1.3.1 滚动轴承寿命预测
1.3.2 寿命预测方法
1.4 研究现状
1.4.1 故障诊断研究现状
1.4.2 寿命预测研究现状
参考文献
第一部分 降噪方法
第2章 EMD降噪方法
2.1 EMD的基本原理和性质
2.1.1 EMD的基本原理
2.1.2 EMD的完备性和正交性
2.2 基于阈值处理的EMD降噪
2.3 基于滤波处理的EMD降噪
2.4 两种EMD降噪方法的性能比较
2.5 应用实例
参考文献
第3章 双树复小波域隐Markov树模型降噪方法
3.1 小波变换的理论基础与性质
3.1.1 离散小波变换
3.1.2 复小波变换
3.1.3 双树复小波变换
3.1.4 DT-CWT的滤波器设计
3.1.5 DT-CWT的平移不变性分析实例
3.2 小波域隐Markov树模型
3.2.1 隐Markov模型
3.2.2 HMT 模型的原理
3.3 双树复小波域隐Markov树降噪模型
3.3.1 DTCWT_HMT1 法
3.3.2 DTCWT_HMT2 法
3.4 应用实例
3.4.1 仿真信号
3.4.2 实际信号
参考文献
第4章 对偶树复小波流形域降噪方法
4.1 理论基础
4.2 对偶树复小波流形域降噪
4.2.1 对偶树复小波流形域降噪原理
4.2.2 DTCWT_MVU降噪方法步骤
4.3 应用实例
4.3.1 DTCWT_MVU方法仿真验证
4.3.2 DTCWT_MVU方法性能讨论
4.3.3 DTCWT_MVU方法的工程应用
参考文献
第二部分 特 征 提 取
第5章 基于振动信号的特征提取
5.1 时域和频域特征参数提取
5.1.1 时域特征参数提取
5.1.2 频域特征参数提取
5.2 时频域特征参数提取
5.2.1 小波包理论
5.2.2 EMD理论
5.3 样本熵的特征参数提取
参考文献
第6章 Morlet小波和自相关增强特征提取
6.1 Morlet小波滤波器的优化问题
6.1.1 连续小波变换
6.1.2 Morlet小波滤波器
6.1.3 最优参数选择策略
6.2 遗传算法
6.2.1 染色体表示
6.2.2 初始化种群
6.2.3 适应度函数
6.2.4 遗传操作
6.3 自相关增强算法
6.3.1 自相关运算
6.3.2 自相关包络功率谱
6.3.3 扩展Shannon 熵函数
6.3.4 方法
6.4 应用实例
6.4.1 仿真结果
6.4.2 试验台数据结果
6.4.3 实际故障轴承结果
参考文献
第7章 张量流形特征提取
7.1 理论基础
7.1.1 HHT时频谱
7.1.2 张量流形理论
7.2 张量流形时频故障特征提取
7.2.1 方法的原理及步骤
7.2.2 时频特征参数的定义
7.3 应用实例
7.3.1 故障信号的HHT时频特征
7.3.2 张量流形时频特征参数提取
参考文献
第8章 小波包样本熵特征提取
8.1 理论基础
8.1.1 熵概念的发展及泛化
8.1.2 样本熵
8.1.3 小波包分解
8.2 小波包样本熵的特征提取
8.2.1 小波包样本熵的特征提取方法
8.2.2 实际信号分析
参考文献
第三部分 故障诊断
第9章 谱峭度故障诊断方法
9.1 谱峭度的定义
9.2 谱峭度故障诊断方法
9.2.1 谱峭度检测轴承故障的物理解释
9.2.2 峭度图
9.2.3 EMD降噪和谱峭度法的滚动轴承故障诊断步骤
9.3 工程实例
参考文献
第10章 相空间ICA故障诊断方法
10.1 基本理论
10.2 相空间重构ICA方法
10.2.1 相空间重构ICA的详细步骤
10.2.2 相空间重构及参数选择
10.3 应用实例
10.3.1 传统信号处理方法提取早期故障的能力
10.3.2 相空间ICA提取早期故障特征信息
参考文献
第11章 深度学习故障诊断方法
11.1 理论基础
11.1.1 卷积神经网络
11.1.2 受限玻尔兹曼机
11.1.3 自动编码器模型
11.1.4 深度自动编码网络
11.2 结合核函数与自动编码器的深度学习
11.2.1 基于核函数的自动编码器
11.2.2 核函数选择
11.2.3 方法流程
11.3 航空发动机中介轴承诊断实例
11.3.1 试验台
11.3.2 试验结果分析
参考文献
第四部分 寿命预测
第12章 流形和模糊聚类轴承性能退化监测
12.1 理论基础
12.1.1 模糊C均值聚类
12.1.2 LLE流形算法
12.2 流形和模糊聚类轴承性能退化监测
12.2.1 监测方法的流程及步骤
12.2.2 监测方法的关键问题分析
12.3 仿真验证
12.3.1 滚动轴承性能特征提取
12.3.2 流形特征的本征维数
12.3.3 流形特征的性能讨论
12.3.4 内环性能退化评估
12.4 应用实例
12.4.1 滚动轴承性能退化实验台介绍
12.4.2 滚动轴承全寿命周期时域特征监测结果
12.4.3 基于流形和模糊聚类的滚动轴承性