【摘要】：鼓風機是一種工業(yè)生產(chǎn)輔助設備,在冶金、發(fā)電、化工等多個領域中扮演著重要角色,一旦發(fā)生故障將會直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟性和安全性。鼓風設備在運行過程中參數(shù)信號多種多樣,如何從大量的數(shù)據(jù)中挖掘有價值的信息來進行鼓風設備的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和故障預警成為當前的研究熱點。基于以上背景,本文選取鼓風設備的故障預警作為主要研究內(nèi)容,采用非線性狀態(tài)估計技術(Nonlinear State Estimate Technique,NSET)對鼓風機運行狀態(tài)進行建模,通過雙滑動窗口相似度方法實現(xiàn)故障預警,具體可以分為以下幾個方面:首先,本文詳細介紹了NSET建模原理,并分析了鼓風機系統(tǒng)結構特點和常見故障。文章主要研究了鼓風設備故障預警的數(shù)據(jù)預處理方法,采用主成分分析對建模參數(shù)進行化簡,得到對主成分貢獻率高的重要監(jiān)測參數(shù),利用小波分解技術對原始振動信號進行初步篩選,挑選設備正常運行狀態(tài)的時間段。其次,本文研究了基于NSET的鼓風設備運行狀態(tài)模型,根據(jù)實際情況,對NSET模型的相似性算子和過程記憶矩陣分別進行了優(yōu)化,使用標準化歐氏距離作為相似性算子,提出了基于馬氏距離與等距抽樣相結合的過程記憶矩陣構造方法。通過仿真實驗,驗證了模型的有效性,改進的NSET模型具有較高的預測精度。最后,提出了基于雙滑動窗口相似度的故障預警方案。本文為了更直觀地捕捉故障的動態(tài)發(fā)展過程,定義了觀測向量和預測向量之間的相似度函數(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的殘差閾值方法,并且利用定性與定量相結合的層次分析法確定相似度函數(shù)中各變量的權重。為提高故障預警的靈敏性和準確性,使用雙滑動窗口統(tǒng)計方法對相似度序列進行統(tǒng)計分析,根據(jù)正常狀態(tài)的滑動窗口最小平均相似度確定故障預警閾值,如果新觀測向量對應的平均相似度超出了雙滑動窗口的故障預警閾值,則發(fā)出報警信息。文章以湖南某鼓風機廠的某次故障為例進行實驗研究,結果證明該方案能夠有效地降低虛警并及時發(fā)現(xiàn)鼓風設備的早期異常,為設備故障檢修爭取了寶貴的時間。
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH44;O225
【圖文】：

18 世紀末蒸汽機的出現(xiàn)，20 世紀初電力的普及以及 20 世紀 70 年代自動化技術的推廣帶來了三次工業(yè)革命，而在云計算及大數(shù)據(jù)技術的驅(qū)動下，智能制造逐漸成為了工業(yè)領域改造變革的關鍵部分，并迅速在全世界發(fā)展起來。各國也紛紛加快謀劃和布局，新工業(yè)革命時代的浪潮洶涌而來，從圖 1-1 可以清楚地看到世界工業(yè)的發(fā)展歷程。在這樣的變革浪潮之下，美國通用電氣公司（GE）率先在2012 年正式提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念，開放全球化網(wǎng)絡，將人、數(shù)據(jù)和機器連接起來，把全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析、傳感技術及互聯(lián)網(wǎng)高度融合；2013年漢諾威工業(yè)博覽會上德國政府正式推出“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略，這個名稱的含義就是人類歷史上的第四次工業(yè)革命，是德國在工業(yè)領域定義的未來藍圖。對于“工業(yè) 4.0”其核心特征是互聯(lián)，代表了“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的智能生產(chǎn)，標志著傳統(tǒng)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型[1]。2015 年中國國務院總理李克強在兩會上作《政府工作報告》時首次提出了“中國制造 2025”的宏大計劃�！爸袊圃� 2025”明確指出智能制造是建設制造強國的主攻方向，工業(yè)大數(shù)據(jù)是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要戰(zhàn)略資源，需要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)、云計算以及大數(shù)據(jù)對智能制造升級的引領、

使用小波分解對設備正常運行時間段進行選取。氏距離作為相似性算子，采用基于馬氏距離和等距抽樣相結合記憶矩陣，建立鼓風設備健康運行狀態(tài)模型，使得模型有著更實際數(shù)據(jù)仿真驗證了模型的有效性。模重要監(jiān)測參數(shù)挑選風設備監(jiān)測參數(shù)介紹研究對象是湖南某鼓風機廠的鼓風機，本文研究的數(shù)據(jù)來自湖風機型號為 ARE200，機組重量為 2800kg，ARE200 羅茨鼓風機 所示。鼓風機的轉(zhuǎn)速為 730 r/min，所有監(jiān)測點的采樣時間間隔區(qū)間為 2018 年 6 月 1 日至 2018 年 9 月 1 日期間，期間包括正和一次故障停機數(shù)據(jù)，故障停機的時間點為 2018 年 7 月 25 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集源如圖 3-1 所示，監(jiān)測參數(shù)如表 3-1 所示

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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本文編號：2730880