基于分形理論的離心泵早期故障診斷研究
發(fā)布時間:2021-09-29 08:48
離心泵是眾多工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,一旦發(fā)生故障,輕則影響生產(chǎn),重則造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故,因此開展早期故障診斷具有重要的意義。近年來,國內(nèi)外學(xué)者開始對該課題進行研究。將分形理論應(yīng)用于機械系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域,是近年來國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點之一。本文首次將分形理論和小波分析聯(lián)合應(yīng)用于離心泵工況監(jiān)測領(lǐng)域,提出了一種基于分形理論的離心泵早期故障診斷方法。本文主要研究工作和研究結(jié)果如下:1.較詳細(xì)綜述了國內(nèi)外相關(guān)文獻,分析了離心泵機械故障診斷的研究意義、現(xiàn)狀和難點。論文搭建了離心泵振動加速度信號采集實驗裝置;谡駝有盘枌崿F(xiàn)離心泵早期故障診斷的主要困難有兩點:一是信號特征和故障之間是復(fù)雜的非線性關(guān)系;二是故障早期信號微弱,加之存在受外強迫和測量誤差等因素影響,特征參數(shù)難以提取。2.基于非線性時間序列動力學(xué)互相關(guān)因子指數(shù)分析方法,結(jié)合旋轉(zhuǎn)機械運行特點,引入振動信號均方值,提出了一種改進動力結(jié)構(gòu)突變點檢測方法—動力學(xué)因子指數(shù)分割改進算法。通過理想時間序列,驗證了所提方法檢測動力結(jié)構(gòu)突變的有效性。以CWRU軸承試驗數(shù)據(jù)為例,將所提方法應(yīng)用于軸承工況監(jiān)視數(shù)據(jù)動力學(xué)異同性分析,結(jié)果表明負(fù)載變化對軸承系統(tǒng)運行...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 本課題研究背景、目的及意義
1.2 基于振動信號分析的故障診斷研究現(xiàn)狀
1.3 基于振動信號分析的早期故障診斷現(xiàn)狀
1.4 離心泵早期故障診斷存在問題
1.5 分形理論在故障診斷中應(yīng)用現(xiàn)狀
1.6 本文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗裝置及離心泵常見機械故障
2.1 實驗裝置與測試系統(tǒng)
2.1.1 水泵綜合實驗臺
2.1.2 水泵振動測試系統(tǒng)構(gòu)成
2.2 離心泵常見機械故障的機理和特征
2.2.1 轉(zhuǎn)子故障
2.2.2 軸承故障
2.2.3 聯(lián)軸器故障
2.2.4 常見故障特征總結(jié)
第三章 基于動力學(xué)相似性分析的旋轉(zhuǎn)機械故障突變點檢測研究
3.1 引言
3.2 分形理論基礎(chǔ)概述
3.2.1 相空間重構(gòu)
3.2.2 關(guān)聯(lián)積分
3.3 時間序列相似性分割方法
3.3.1 動力學(xué)相關(guān)因子指數(shù)算法
3.3.2 動力學(xué)相關(guān)因子指數(shù)改進算法
3.3.3 分割算法構(gòu)造
3.4 時間序列的構(gòu)建和檢測
3.4.1 理想時間序列的構(gòu)建和檢測
3.4.2 噪聲對檢測的影響
3.5 實驗分析
3.5.1 正常狀態(tài)振動數(shù)據(jù)分析
3.5.2 早期故障狀態(tài)振動數(shù)據(jù)分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于分形理論和小波分析的離心泵早期故障診斷研究
4.1 引言
4.2 分形理論和小波分析應(yīng)用于早期故障診斷基本原理
4.2.1 廣義維數(shù)譜
4.2.2 小波分析基礎(chǔ)理論
4.2.3 分形理論和小波分析應(yīng)用于早期故障診斷基本原理
4.3 實驗分析
4.3.1 軸承測試數(shù)據(jù)分析
4.3.2 水泵測試數(shù)據(jù)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究總結(jié)
5.2 進一步研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目和發(fā)表的相關(guān)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]確定相空間重構(gòu)嵌入維數(shù)的研究[J]. 劉樹勇,朱石堅,俞翔. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2008(04)
[2]泵類流體機械研究進展與展望[J]. 袁壽其,劉厚林. 排灌機械. 2007(06)
[3]離心泵常見故障的診斷[J]. 盧軍民,劉照,荀杰. 煤礦機械. 2007(06)
[4]泵的故障診斷研究綜述[J]. 王凱,張永祥,李軍. 水泵技術(shù). 2007(01)
[5]一種基于提升小波變換的故障特征提取方法及其應(yīng)用[J]. 段晨東,何正嘉. 振動與沖擊. 2007(02)
[6]基于多模型估計的轉(zhuǎn)子裂紋故障診斷方法[J]. 荊建平,張傳斌,孟光. 汽輪機技術(shù). 2007(01)
[7]基于提升小波包變換和集成支持矢量機的早期故障智能診斷[J]. 胡橋,何正嘉,張周鎖,訾艷陽,雷亞國. 機械工程學(xué)報. 2006(08)
[8]非線性時間序列的動力結(jié)構(gòu)突變檢測的研究[J]. 龔志強,封國林,董文杰,李建平. 物理學(xué)報. 2006(06)
[9]生產(chǎn)過程故障診斷方法研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄧曉剛,田學(xué)民. 石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(06)
[10]早期裂紋故障預(yù)示中的高精度小波有限元算法[J]. 陳雪峰,何正嘉,李兵,向家偉. 中國科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué). 2005(11)
博士論文
[1]基于小波與分形理論的斜拉橋健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 姚昌榮.西南交通大學(xué) 2008
[2]維修決策模型和方法的理論與應(yīng)用研究[D]. 王凌.浙江大學(xué) 2007
[3]基于小波和分形理論的齒輪故障特征提取及噪聲的和諧化研究[D]. 王春.重慶大學(xué) 2006
[4]基于支持向量機的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷[D]. 趙沖沖.西北工業(yè)大學(xué) 2003
[5]HMM動態(tài)模式識別理論、方法以及在旋轉(zhuǎn)機械故障診斷中的應(yīng)用[D]. 馮長建.浙江大學(xué) 2002
碩士論文
[1]旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子早期故障診斷方法的研究[D]. 陳超.華北電力大學(xué)(河北) 2007
[2]離心泵的故障診斷方法及故障評定[D]. 尹成紅.大慶石油學(xué)院 2005
[3]離心輸油泵故障診斷專家系統(tǒng)[D]. 鄧紹更.江蘇大學(xué) 2003
本文編號:3413421
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 本課題研究背景、目的及意義
1.2 基于振動信號分析的故障診斷研究現(xiàn)狀
1.3 基于振動信號分析的早期故障診斷現(xiàn)狀
1.4 離心泵早期故障診斷存在問題
1.5 分形理論在故障診斷中應(yīng)用現(xiàn)狀
1.6 本文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗裝置及離心泵常見機械故障
2.1 實驗裝置與測試系統(tǒng)
2.1.1 水泵綜合實驗臺
2.1.2 水泵振動測試系統(tǒng)構(gòu)成
2.2 離心泵常見機械故障的機理和特征
2.2.1 轉(zhuǎn)子故障
2.2.2 軸承故障
2.2.3 聯(lián)軸器故障
2.2.4 常見故障特征總結(jié)
第三章 基于動力學(xué)相似性分析的旋轉(zhuǎn)機械故障突變點檢測研究
3.1 引言
3.2 分形理論基礎(chǔ)概述
3.2.1 相空間重構(gòu)
3.2.2 關(guān)聯(lián)積分
3.3 時間序列相似性分割方法
3.3.1 動力學(xué)相關(guān)因子指數(shù)算法
3.3.2 動力學(xué)相關(guān)因子指數(shù)改進算法
3.3.3 分割算法構(gòu)造
3.4 時間序列的構(gòu)建和檢測
3.4.1 理想時間序列的構(gòu)建和檢測
3.4.2 噪聲對檢測的影響
3.5 實驗分析
3.5.1 正常狀態(tài)振動數(shù)據(jù)分析
3.5.2 早期故障狀態(tài)振動數(shù)據(jù)分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于分形理論和小波分析的離心泵早期故障診斷研究
4.1 引言
4.2 分形理論和小波分析應(yīng)用于早期故障診斷基本原理
4.2.1 廣義維數(shù)譜
4.2.2 小波分析基礎(chǔ)理論
4.2.3 分形理論和小波分析應(yīng)用于早期故障診斷基本原理
4.3 實驗分析
4.3.1 軸承測試數(shù)據(jù)分析
4.3.2 水泵測試數(shù)據(jù)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究總結(jié)
5.2 進一步研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目和發(fā)表的相關(guān)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]確定相空間重構(gòu)嵌入維數(shù)的研究[J]. 劉樹勇,朱石堅,俞翔. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2008(04)
[2]泵類流體機械研究進展與展望[J]. 袁壽其,劉厚林. 排灌機械. 2007(06)
[3]離心泵常見故障的診斷[J]. 盧軍民,劉照,荀杰. 煤礦機械. 2007(06)
[4]泵的故障診斷研究綜述[J]. 王凱,張永祥,李軍. 水泵技術(shù). 2007(01)
[5]一種基于提升小波變換的故障特征提取方法及其應(yīng)用[J]. 段晨東,何正嘉. 振動與沖擊. 2007(02)
[6]基于多模型估計的轉(zhuǎn)子裂紋故障診斷方法[J]. 荊建平,張傳斌,孟光. 汽輪機技術(shù). 2007(01)
[7]基于提升小波包變換和集成支持矢量機的早期故障智能診斷[J]. 胡橋,何正嘉,張周鎖,訾艷陽,雷亞國. 機械工程學(xué)報. 2006(08)
[8]非線性時間序列的動力結(jié)構(gòu)突變檢測的研究[J]. 龔志強,封國林,董文杰,李建平. 物理學(xué)報. 2006(06)
[9]生產(chǎn)過程故障診斷方法研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄧曉剛,田學(xué)民. 石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(06)
[10]早期裂紋故障預(yù)示中的高精度小波有限元算法[J]. 陳雪峰,何正嘉,李兵,向家偉. 中國科學(xué)E輯:工程科學(xué) 材料科學(xué). 2005(11)
博士論文
[1]基于小波與分形理論的斜拉橋健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 姚昌榮.西南交通大學(xué) 2008
[2]維修決策模型和方法的理論與應(yīng)用研究[D]. 王凌.浙江大學(xué) 2007
[3]基于小波和分形理論的齒輪故障特征提取及噪聲的和諧化研究[D]. 王春.重慶大學(xué) 2006
[4]基于支持向量機的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷[D]. 趙沖沖.西北工業(yè)大學(xué) 2003
[5]HMM動態(tài)模式識別理論、方法以及在旋轉(zhuǎn)機械故障診斷中的應(yīng)用[D]. 馮長建.浙江大學(xué) 2002
碩士論文
[1]旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子早期故障診斷方法的研究[D]. 陳超.華北電力大學(xué)(河北) 2007
[2]離心泵的故障診斷方法及故障評定[D]. 尹成紅.大慶石油學(xué)院 2005
[3]離心輸油泵故障診斷專家系統(tǒng)[D]. 鄧紹更.江蘇大學(xué) 2003
本文編號:3413421
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