無線傳感器網絡能有效地彌補傳統(tǒng)有線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)針對機械密封環(huán)境或旋轉環(huán)境中關鍵零部件故障診斷的局限。但由于機械振動信號采集需要較高的采樣頻率,產生大量的診斷數據,而無線傳感器網絡的帶寬有限、節(jié)點處理存儲能力有限,無法實現大量原始數據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)點上進行振動信號特征提取,通過傳輸數據量較小的特征信號代替原始信號,然后上位機終端利用各節(jié)點信號特征值進行初步故障診斷,最后綜合各節(jié)點的初步診斷信息得到準確的診斷結果。針對機械設備故障診斷的特點,本文首先詳細分析了系統(tǒng)需求,確定系統(tǒng)硬件設計和選擇,包括雙處理器模塊、數據采集模塊、數據存儲模塊、電源模塊、無線通信模塊的設計和選擇;對軟件協議棧進行設計和選擇,包括唯一地址分配自組網、星型網絡拓撲結構、多節(jié)點同步采集、可靠的數據傳輸機制的選擇和設計,進而提出了適用于機械故障診斷的無線傳感器網絡體系。由于節(jié)點計算存儲資源有限,傳統(tǒng)有線機械故障診斷方法,因算法復雜并不能直接用于無線傳感器網絡節(jié)點上。因此本文提出了基于星型無線傳感器網絡的機械故障診斷方法。即在終端節(jié)點提取時頻域特征集,采用散布矩陣進行特征分類能力排序,取... 

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

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：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 無線傳感器網絡用于機械設備故障診斷現狀
    1.4 本文的主要研究內容及結構安排
2 星型無線傳感器網絡機械故障診斷系統(tǒng)總體設計
    2.1 系統(tǒng)需求分析
    2.2 星型無線傳感器網絡機械故障診斷的體系結構
    2.3 星型無線傳感器網絡的硬件平臺
        2.3.1 處理器模塊
        2.3.2 數據采集模塊
        2.3.3 數據存儲模塊
        2.3.4 無線通信模塊
        2.3.5 電源模塊
    2.4 星型無線傳感器網絡機械故障診斷協議棧
        2.4.1 星型無線傳感器網絡協議�？傮w架構
        2.4.2 IEEE802.15.4 標準和Zig Bee協議
        2.4.3 星型網絡拓撲結構
        2.4.4 基于跨層設計的同步采集
        2.4.5 可靠的數據傳輸機制
    2.5 本章小結
3 星型無線傳感器網絡機械故障診斷方法
    3.1 星型無線傳感器網絡機械故障診斷框架
    3.2 基于散布矩陣的終端節(jié)點特征提取
        3.2.1 時頻域特征集的構造
        3.2.2 散布矩陣的特征選擇
    3.3 基于神經網絡的上位機故障診斷
        3.3.1 RBF神經網絡拓撲結構
        3.3.2 RBF神經網絡訓練算法
        3.3.3 RBF神經網絡測試算法
    3.4 基于證據理論的上位機決策融合
        3.4.1 證據理論的基本概念
        3.4.2 DS證據合成的Bayes近似法
    3.5 本章小結
4 星型無線傳感器網絡機械故障診斷系統(tǒng)軟件設計
    4.1 節(jié)點與上位機交互的數據命令包格式設計
    4.2 機械故障診斷軟件設計
    4.3 上位機監(jiān)測軟件設計
    4.4 實驗與結果分析
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 本課題研究內容總結
    5.2 后期研究工作及展望
致謝
參考文獻
附錄
    A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
    B. 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于流形學習的風電機組傳動系統(tǒng)故障診斷方法研究[D]. 李鋒.重慶大學 2011
[2]井下工作面設備無線監(jiān)測網絡與故障診斷關鍵技術研究[D]. 阮殿旭.中國礦業(yè)大學 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 2010

碩士論文
[1]無線傳感器網絡多級分層融合的機械設備故障診斷[D]. 鄧兵.重慶大學 2014



本文編號：3417209