發(fā)布時(shí)間：2017-05-18 14:11

  本文關(guān)鍵詞：基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 三相異步電機(jī)在社會(huì)生產(chǎn)中起著重要的作用,對(duì)其進(jìn)行故障診斷具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外電機(jī)故障診斷研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,采用振動(dòng)-噪聲檢測(cè)法來(lái)識(shí)別電機(jī)是否發(fā)生軸承故障,并對(duì)異步電機(jī)常見(jiàn)故障進(jìn)行了仿真和診斷。 針對(duì)異步電機(jī)的工作原理,系統(tǒng)地分析了電機(jī)軸承故障、轉(zhuǎn)子斷條、轉(zhuǎn)子不平衡、負(fù)載波動(dòng)時(shí)的故障機(jī)理和故障特征。鑒于電機(jī)故障信號(hào)含有大量時(shí)變、突發(fā)性質(zhì)和短時(shí)沖擊的成分,傅里葉變換只是一種純頻域的分析方法,僅適用于分析平穩(wěn)信號(hào),而小波分析在時(shí)、頻域具有良好的局部化特性,非常適合探測(cè)正常信號(hào)中夾帶的瞬態(tài)反�，F(xiàn)象并展示其成分。因此本文采用小波分析的方法提取信號(hào)的故障特征。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種自適應(yīng)的模式識(shí)別技術(shù),具有極強(qiáng)的非線(xiàn)性映射能力,在故障模式識(shí)別領(lǐng)域中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文將小波包提取的故障特征輸入給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),完成訓(xùn)練、測(cè)試和診斷。 完成了三相異步電機(jī)故障診斷試驗(yàn),采集了電機(jī)正常和軸承故障狀況下的振動(dòng)、噪聲數(shù)據(jù),并進(jìn)行了時(shí)域指標(biāo)計(jì)算和簡(jiǎn)單的頻域處理。之后我們用小波包的方法提取信號(hào)不同頻段的能量尺度作為特征向量,建立BP、Elman、RBF三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成電機(jī)故障診斷,并對(duì)三種網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,將BP網(wǎng)絡(luò)確定為最終的電機(jī)故障診斷系統(tǒng),并引用一組國(guó)外的電機(jī)故障診斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用所建立的BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行驗(yàn)證分析。結(jié)果表明,小波分析結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電機(jī)故障診斷的方法行之有效。 最后,對(duì)異步電機(jī)常見(jiàn)的三種故障:轉(zhuǎn)子斷條、轉(zhuǎn)子不平衡、負(fù)載波動(dòng)進(jìn)行了信號(hào)仿真,經(jīng)過(guò)小波包降噪,利用小波包的分解、重構(gòu),結(jié)合功率譜等方法完成了對(duì)以上故障的診斷。
【關(guān)鍵詞】：異步電機(jī) 故障診斷 小波變換 小波包 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TM307;TP183
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 異步電機(jī)故障診斷的意義10
• 1.2 電機(jī)故障診斷的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)10-13
• 1.2.1 研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 發(fā)展動(dòng)態(tài)13
• 1.3 小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障診斷中的應(yīng)用13-14
• 1.4 異步電機(jī)常見(jiàn)的診斷方法14-15
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容和論文構(gòu)架15-17
• 第二章 電機(jī)故障機(jī)理分析17-25
• 2.1 電機(jī)故障特征17-18
• 2.2 異步電機(jī)常見(jiàn)故障類(lèi)型18-19
• 2.3 滾動(dòng)軸承故障機(jī)理與特征19-21
• 2.3.1 滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)19
• 2.3.2 滾動(dòng)軸承常見(jiàn)故障19-20
• 2.3.3 滾動(dòng)軸承故障機(jī)理分析20-21
• 2.4 轉(zhuǎn)子斷條故障機(jī)理與特征21-23
• 2.5 轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與特征23-24
• 2.5.1 故障原因23-24
• 2.5.2 故障特征24
• 2.6 負(fù)載波動(dòng)故障24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 第三章 小波分析和小波包分析理論25-36
• 3.1 小波分析25-28
• 3.1.1 小波函數(shù)的特點(diǎn)25-26
• 3.1.2 連續(xù)小波變換26-27
• 3.1.3 離散小波變換27
• 3.1.4 二進(jìn)小波變換27-28
• 3.2 小波包的基本原理28-32
• 3.3 信號(hào)的小波包降噪32-33
• 3.3.1 基本原理32
• 3.3.2 信號(hào)的小波包降噪步驟32-33
• 3.4 小波包能量檢測(cè)技術(shù)33-35
• 3.4.1 小波包能量譜33-34
• 3.4.2 提取小波包能量譜的步驟34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在故障診斷中的應(yīng)用36-47
• 4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)36-37
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展36
• 4.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性36
• 4.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)36-37
• 4.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)37-41
• 4.2.1 BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)37-38
• 4.2.2 BP 網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則38-41
• 4.3 Elman 網(wǎng)絡(luò)41-43
• 4.3.1 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)41-42
• 4.3.2 Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程42-43
• 4.4 徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)43-44
• 4.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障診斷中的應(yīng)用44-46
• 4.5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用作故障診斷的原因44-45
• 4.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障模式識(shí)別中的應(yīng)用45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第五章 三相異步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)47-67
• 5.1 三相異步電機(jī)故障診斷實(shí)驗(yàn)47-50
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置47-48
• 5.1.2 測(cè)點(diǎn)布置48-49
• 5.1.3 各測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器49-50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析50-56
• 5.2.1 時(shí)域特征參量50-52
• 5.2.2 頻域分析方法52-53
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理53-56
• 5.3 小波分析數(shù)據(jù)處理56-58
• 5.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電機(jī)故障診斷系統(tǒng)58-62
• 5.4.1 Elman 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)60-61
• 5.4.2 RBF 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)61
• 5.4.3 BP 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)61-62
• 5.5 引用數(shù)據(jù)的電機(jī)故障診斷62-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 異步電機(jī)的故障仿真67-75
• 6.1 轉(zhuǎn)子斷條的仿真67-70
• 6.1.1 原理回顧67
• 6.1.2 小波基的選取67-68
• 6.1.3 轉(zhuǎn)子斷條定子電流的仿真68-70
• 6.2 轉(zhuǎn)子不平衡的仿真70-73
• 6.3 電機(jī)負(fù)載波動(dòng)的仿真73-74
• 6.4 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-76
• 7.1 論文總結(jié)75
• 7.2 工作展望75-76
• 附錄76-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果84-85
• 致謝85

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本文編號(hào)：376271