發(fā)布時間：2021-10-01 05:02

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)有線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)針對機(jī)械密封環(huán)境或旋轉(zhuǎn)環(huán)境中關(guān)鍵零部件故障診斷的局限。但由于機(jī)械振動信號采集需要較高的采樣頻率,產(chǎn)生大量的診斷數(shù)據(jù),而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的帶寬有限、節(jié)點處理存儲能力有限,無法實現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的實時傳輸和在線監(jiān)測。一種可行的思路是先在各采集節(jié)點上進(jìn)行振動信號特征提取,通過傳輸數(shù)據(jù)量較小的特征信號代替原始信號,然后上位機(jī)終端利用各節(jié)點信號特征值進(jìn)行初步故障診斷,最后綜合各節(jié)點的初步診斷信息得到準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。針對機(jī)械設(shè)備故障診斷的特點,本文首先詳細(xì)分析了系統(tǒng)需求,確定系統(tǒng)硬件設(shè)計和選擇,包括雙處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源模塊、無線通信模塊的設(shè)計和選擇;對軟件協(xié)議棧進(jìn)行設(shè)計和選擇,包括唯一地址分配自組網(wǎng)、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、多節(jié)點同步采集、可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的選擇和設(shè)計,進(jìn)而提出了適用于機(jī)械故障診斷的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系。由于節(jié)點計算存儲資源有限,傳統(tǒng)有線機(jī)械故障診斷方法,因算法復(fù)雜并不能直接用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上。因此本文提出了基于星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械故障診斷方法。即在終端節(jié)點提取時頻域特征集,采用散布矩陣進(jìn)行特征分類能力排序,取... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景和研究意義
    1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于機(jī)械設(shè)備故障診斷現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)需求分析
    2.2 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷的體系結(jié)構(gòu)
    2.3 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件平臺
        2.3.1 處理器模塊
        2.3.2 數(shù)據(jù)采集模塊
        2.3.3 數(shù)據(jù)存儲模塊
        2.3.4 無線通信模塊
        2.3.5 電源模塊
    2.4 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷協(xié)議棧
        2.4.1 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧總體架構(gòu)
        2.4.2 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)和Zig Bee協(xié)議
        2.4.3 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.4.4 基于跨層設(shè)計的同步采集
        2.4.5 可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制
    2.5 本章小結(jié)
3 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷方法
    3.1 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷框架
    3.2 基于散布矩陣的終端節(jié)點特征提取
        3.2.1 時頻域特征集的構(gòu)造
        3.2.2 散布矩陣的特征選擇
    3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)故障診斷
        3.3.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法
        3.3.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測試算法
    3.4 基于證據(jù)理論的上位機(jī)決策融合
        3.4.1 證據(jù)理論的基本概念
        3.4.2 DS證據(jù)合成的Bayes近似法
    3.5 本章小結(jié)
4 星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 節(jié)點與上位機(jī)交互的數(shù)據(jù)命令包格式設(shè)計
    4.2 機(jī)械故障診斷軟件設(shè)計
    4.3 上位機(jī)監(jiān)測軟件設(shè)計
    4.4 實驗與結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 本課題研究內(nèi)容總結(jié)
    5.2 后期研究工作及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
    B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]面向機(jī)械振動監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[J]. 湯寶平,賀超,曹小佳.  振動.測試與診斷. 2010(04)
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[9]短距離無線通信技術(shù)綜述[J]. 蔡型,張思全.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2004(03)

博士論文
[1]基于流形學(xué)習(xí)的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)故障診斷方法研究[D]. 李鋒.重慶大學(xué) 2011
[2]井下工作面設(shè)備無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 阮殿旭.中國礦業(yè)大學(xué) 2011
[3]基于無線智能傳感器Imote2的橋梁健康監(jiān)測的分布式算法研究[D]. 張敏.汕頭大學(xué) 2010

碩士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多級分層融合的機(jī)械設(shè)備故障診斷[D]. 鄧兵.重慶大學(xué) 2014



本文編號：3417209