本文關(guān)鍵詞：基于多元統(tǒng)計(jì)的往復(fù)式活塞隔膜泵故障檢測(cè)

  更多相關(guān)文章： 往復(fù)式活塞隔膜泵 故障檢測(cè) 核主元分析 獨(dú)立元分析 獨(dú)立元子空間

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)、機(jī)械設(shè)計(jì)、通訊網(wǎng)絡(luò)、材料制造等科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,促使現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的更新?lián)Q代,工業(yè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化水平不斷提高。工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)變得越來越高效和智能,相對(duì)應(yīng)的復(fù)雜程度也越來越高。漿體管道輸送的系統(tǒng)也是如此。漿體管道輸送具有運(yùn)輸成本底、輸送效率高和對(duì)環(huán)境污染小等特點(diǎn)。使得漿體管道輸送成為公路、海運(yùn)、鐵路、空運(yùn)之后的第五大運(yùn)輸方式。管道輸送可以進(jìn)行長(zhǎng)距離、全地形的輸送,可以運(yùn)輸強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)磨損的各種以固液態(tài)運(yùn)輸?shù)牡V物。它在一些交通欠發(fā)達(dá)、地形復(fù)雜、環(huán)保要求高的地區(qū)優(yōu)勢(shì)明顯。近年來漿體管道輸送快速發(fā)展,而在漿體管道輸送中往復(fù)式活塞隔膜泵是主要的動(dòng)力的來源,它的正常運(yùn)行對(duì)整個(gè)漿體管道輸送起著關(guān)鍵的作用。對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵的安全運(yùn)行的監(jiān)測(cè)和故障檢測(cè)有著重大的意義。本文對(duì)漿體管道輸送中的往復(fù)式活塞隔膜泵的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理及故障信號(hào)特點(diǎn)進(jìn)行了分析研究。傳統(tǒng)的基于信號(hào)處理的方法存在過于關(guān)注在單一的振動(dòng)信號(hào)特征的提取和處理上,對(duì)往復(fù)式機(jī)械整體把握不足。因此本文采用多元統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵來進(jìn)行故障檢測(cè)的研究。本文主要工作如下：1)對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理以及SCADA系統(tǒng)進(jìn)行了一定研究和分析,亦分析其故障的信號(hào)的特點(diǎn)。介紹了主流對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵故障處理的方法,為接下來的對(duì)其的研究做了一定基礎(chǔ)。2)往復(fù)式活塞隔膜泵的磨損故障在發(fā)展的初期,很難通過觀測(cè)測(cè)量變量而直接被發(fā)現(xiàn),而且觀測(cè)變量輸出之間呈高耦合性和強(qiáng)非線性,因此采用了基于核主元分析(KPCA)的往復(fù)式活塞隔膜泵磨損故障檢測(cè)模型。首先利用往復(fù)式活塞隔膜泵正常運(yùn)行的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立核主元分析故障檢測(cè)模型,并利用模型來對(duì)故障特征進(jìn)行檢測(cè)。接著檢測(cè)到故障后并分析前后原始變量的貢獻(xiàn)度,從而定位發(fā)生磨損的位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵磨損故障檢測(cè)是有效的。3)在實(shí)際的管道輸送過程中往復(fù)式活塞隔膜泵的監(jiān)測(cè)信號(hào)往往產(chǎn)生非線性、非高斯分布、高維的數(shù)據(jù),在故障發(fā)生之初,特征信號(hào)很微小難以被檢測(cè)。而傳統(tǒng)的多元統(tǒng)計(jì)方法并不能有效地解決這一問題。因此,引入了局部學(xué)習(xí)和獨(dú)立元子空間的思想,采用了一種基于局部建模的獨(dú)立元子空間的故障檢測(cè)方法。首先利用局部的LSSVR模型對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)儀器的輸出進(jìn)行預(yù)測(cè),并與觀測(cè)的輸出相比形成殘差序列,然后利用獨(dú)立子空間算法將序列空間分成多個(gè)不同的子空間,再分別利用ICA-PCA建立故障檢測(cè)模型,最后根據(jù)各個(gè)子空間統(tǒng)計(jì)量情況來檢測(cè)。仿真結(jié)果表明了該方法在對(duì)微小的故障具有一定的故障檢測(cè)效果。本文通過利用多元統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵進(jìn)行故障檢測(cè)和診斷方面的研究,為在管道輸送中實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)和診斷提供一定的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：往復(fù)式活塞隔膜泵 故障檢測(cè) 核主元分析 獨(dú)立元分析 獨(dú)立元子空間
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH323
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及研究意義11-12
• 1.2 往復(fù)式機(jī)械故障檢測(cè)與診斷的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 存在問題及發(fā)展方向15-16
• 1.3 本論文的主要工作16-19
• 1.3.1 論文的主要研究?jī)?nèi)容16
• 1.3.2 論文的章節(jié)安排16-19
• 第二章 隔膜泵和機(jī)械故障檢測(cè)基本方法的介紹19-29
• 2.1 往復(fù)式活塞隔膜泵的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理19-22
• 2.1.1 往復(fù)式活塞隔膜泵的結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.2 往復(fù)式活塞隔膜泵的運(yùn)行原理20-21
• 2.1.3 往復(fù)式活塞隔膜泵的運(yùn)行時(shí)故障信號(hào)特點(diǎn)21
• 2.1.4 SCADA系統(tǒng)對(duì)往復(fù)式活塞隔膜泵的運(yùn)行監(jiān)控21-22
• 2.2 基于振動(dòng)信號(hào)處理的故障檢測(cè)的方法簡(jiǎn)介22-27
• 2.2.1 傅立葉變換分析23-24
• 2.2.2 倒頻譜分析24
• 2.2.3 Wigner-Ville分布24-25
• 2.2.4 小波變換25-26
• 2.2.5 小波包分解26-27
• 2.2.6 Hilbert-Huang變換27
• 2.3 本章小結(jié)27-29
• 第三章 基于KPCA的往復(fù)式活塞隔膜泵磨損的故障檢測(cè)29-39
• 3.1 主成分分析算法29-32
• 3.1.1 主成分分析的基本原理29-30
• 3.1.2 主成分分析的具體步驟30-31
• 3.1.3 主成分分析在故障檢測(cè)中應(yīng)用31-32
• 3.2 核主元分析方法32-33
• 3.2.1 核函數(shù)32
• 3.2.2 核主元分析32-33
• 3.3 基于KPCA的故障檢測(cè)策略33-34
• 3.3.1 故障檢測(cè)模型的建立33-34
• 3.3.2 故障源的辨識(shí)34
• 3.4 仿真驗(yàn)證34-37
• 3.5 結(jié)論37-39
• 第四章 基于局部模型的獨(dú)立元子空間故障檢測(cè)方法39-53
• 4.1 獨(dú)立元分析分析算法39-41
• 4.1.1 獨(dú)立主元分析的基本原理40
• 4.1.2 獨(dú)立主元分析算法40-41
• 4.2 局部最小二乘支持向量機(jī)回歸建模方法41-42
• 4.3 獨(dú)立元子空間(ICSM)算法42-44
• 4.4 基于ICA-PCA的故障檢測(cè)模型44-45
• 4.5 基于局部LSSVR模型的獨(dú)立元子空間在線故障檢測(cè)45-46
• 4.6 仿真研究46-50
• 4.7 結(jié)論50-53
• 第五章 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 工作總結(jié)53
• 5.2 展望53-55
• 致謝55-57
• 參考文獻(xiàn)57-63
• 附錄A63-65
• 附錄B65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：537862