本文關(guān)鍵詞：基于交替式生物進化論規(guī)則的齒輪早期故障診斷方法研究

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【摘要】：齒輪傳動系統(tǒng)具有傳動比固定、傳動轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高等優(yōu)點,被廣泛的應(yīng)用于航空航天、交通運輸及機床等現(xiàn)代機械設(shè)備中。齒輪長期在高速重載的工況下運行,工作環(huán)境高溫潮濕,齒輪容易受到損傷,引發(fā)齒輪傳動故障,影響傳動精度,對加工精度造成影響,嚴(yán)重時甚至?xí)斐蔀?zāi)難性事故。在故障還未發(fā)生或早期故障時,就采取有效的措施,不僅可以消除安全隱患,減少操作人員傷亡和經(jīng)濟損失,還能避免重大事故的發(fā)生。從安全和經(jīng)濟效益角度出發(fā),研究齒輪早期故障特征提取方法,對提高機械設(shè)備的可靠性具有十分重要的理論價值和實踐意義。本文針對基于梯度搜索算法的自適應(yīng)濾波器存在容易收斂于局部最優(yōu)解的問題,引入了基于生物進化論規(guī)則的搜索算法,提出了“全局定峰,局部尋優(yōu)”的搜索思想;基于此思想,提出了交替式進化論算法,并分析了該算法單峰搜索與雙峰搜索的特性;基于交替式進化論算法與自適應(yīng)濾波器,提出了交替式進化論消噪算法,分析了算法的消噪性能及參數(shù)對消噪性能的影響;提出了基于交替式進化論消噪算法的齒輪故障診斷與識別方法,通過齒輪箱故障模擬實驗,驗證了交替式進化論消噪算法的消噪性能,并成功識別了齒輪剝落故障。主要工作總結(jié)如下:①針對梯度搜索算法及傳統(tǒng)生物進化論算法存在的缺陷,提出了“全局定峰,局部尋優(yōu)”的搜索思想,并基于此思想提出了交替式進化論算法。②構(gòu)造了具有單個波峰與兩個波峰的均方誤差性能曲面,結(jié)合系統(tǒng)辨識案例,對比分析了基于梯度搜索算法與基于交替式進化論算法的單峰、雙峰搜索性能,充分體現(xiàn)了“全局定峰,局部尋優(yōu)”搜索思想在搜索全局最優(yōu)解的準(zhǔn)確性。③基于交替式進化論算法,提出了交替式進化論消噪算法,通過對齒輪故障仿真信號分析,并與傳統(tǒng)的進化論及蜂窩式進化論算法進行對比,結(jié)果表明交替式進化論自適應(yīng)消噪算法具有最少的運算量,最快的收斂速度。④研究了交替式進化論消噪算法性能影響參數(shù),通過分析克隆系數(shù)、匹配系數(shù)及信噪比參數(shù)對交替式進化論自適應(yīng)消噪算法消噪性能的影響,獲得了克隆細(xì)數(shù)與匹配系數(shù)與算法的收斂速度及消噪性能的關(guān)系;信號信噪比在低于-70d B時交替式進化論自適應(yīng)消噪算法消噪性能較差,識別濾波后信號中的故障特征較為困難。⑤設(shè)計了齒輪故障實驗,模擬齒輪不同程度的剝落故障,搭建齒輪故障實驗臺;分析了齒輪實驗臺的結(jié)構(gòu),合理選取加速度傳感器測點,完成不同工況、不同故障程度下振動加速度信號的采集實驗。⑥提出了基于交替式進化論消噪算法的齒輪故障診斷與識別方法。通過與傳統(tǒng)進化論及蜂窩式進化論自適應(yīng)消噪算法分析結(jié)果對比,驗證了本文提出的算法具有更快的收斂速度,同時將齒輪故障診斷與識別方法應(yīng)用于實驗信號的分析,結(jié)果表明本文提出的交替式進化論自適應(yīng)消噪算法能有效的濾除干擾噪聲,能提取齒輪剝落早期故障引起的微弱特征信號。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41;TH165.3

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1 葉維軍;基于交替式生物進化論規(guī)則的齒輪早期故障診斷方法研究[D];重慶大學(xué);2015年

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本文編號：1153685