【摘要】： 液壓系統(tǒng)以其功率大、響應(yīng)快等優(yōu)點在工程領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,它在許多設(shè)備中起著核心的控制或傳動作用。液壓泵作為液壓系統(tǒng)的“心臟”,它的工作條件最為惡劣,因此對液壓泵的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷成為了保證液壓系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。近年來,混沌工程學(xué)成為工程領(lǐng)域廣泛關(guān)注的課題,混沌理論Lyapunov指數(shù)的研究有助于揭示系統(tǒng)運動的內(nèi)在規(guī)律性。論文將最大Lyapunov指數(shù)分析方法用于液壓泵故障診斷研究中,計算出液壓泵出口壓力信號的Lyapunov指數(shù)。實驗結(jié)果證明不同運行狀態(tài)具有不同的最大Lypunov指數(shù),可以作為系統(tǒng)是否有故障發(fā)生的判斷依據(jù)。 論文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作: (1)對混沌的性質(zhì)進(jìn)行了詳盡的描述,綜述了混沌理論和Lyapunov指數(shù)在故障診斷工程領(lǐng)域應(yīng)用的新進(jìn)展。闡述了計算Lyapunov指數(shù)的算法(QR分解法),并且將該算法運用于杜芬方程計算Lyapunov指數(shù)。 (2)闡述了杜芬方程的混沌特性和Lyapunov指數(shù)的本質(zhì)特征,并將它們引入液壓泵狀態(tài)信號的處理中。通過計算杜芬方程的Lyapunov指數(shù),有效確定系統(tǒng)閾值。 (3)對虛擬儀器及其開發(fā)平臺LabVIEW的特點進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納。采用混合編程,實現(xiàn)了LabVIEW和MATLAB的接口,擴展了LabVIEW的功能。開發(fā)了虛擬混沌特性顯示儀,對混沌系統(tǒng)進(jìn)行特性分析和識別。 (4)利用LabVIEW編制了液壓泵數(shù)據(jù)采集軟件,并驅(qū)動NI數(shù)據(jù)采集卡,實現(xiàn)了液壓泵壓力信號的采集。 (5)對采集的液壓泵出口油液壓力信號加入杜芬系統(tǒng)進(jìn)行了Lyapunov指數(shù)計算。實驗結(jié)果分析表明,故障壓力信號的最大Lyapunov指數(shù)小于正常信號的最大Lyapunov指數(shù),可以作為故障發(fā)生與否的定量判據(jù)。
【圖文】：

基于MaVab的算法流程圖

計算機產(chǎn)生某種動作，比如實現(xiàn)計算、繪圖等。計算結(jié)果的實時顯示，，可將計算結(jié)果用時域波形和瞬時值實時顯示出來，讓用戶更直接的指數(shù)的變化。Lyapunov指數(shù)工具箱能夠求解非線性動力學(xué)系統(tǒng)apunov指數(shù)和分?jǐn)?shù)維，為混沌系統(tǒng)的理論分析與應(yīng)用研究提供可靠的數(shù)據(jù)。Lyapunov指數(shù)工具箱主界面主要用于設(shè)定需計算的系統(tǒng)方程和列的計算參數(shù)，如圖3-2為計算Logistic映射的主界面。選擇好系統(tǒng)類型擊“開始演示”出來圖3-3的界面，點擊“OK”后可進(jìn)入設(shè)置界面，如4所示。用戶可以根據(jù)需要設(shè)置用龍格庫塔法解方程時的時間步長和仿間長度。設(shè)置完成后點擊“開始”就可以看到Lyapunov指數(shù)和時間t的，在界面最下方能實時顯示Lyapunov指數(shù)值和維數(shù)，如圖3-5所示，計來的Logistic映射的Lyapunov指數(shù)為0.069524，因為Logistic映射是一維系統(tǒng)，所以分維數(shù)為0。計算數(shù)據(jù)和結(jié)果還能以文件形式輸出，以便保處理。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH137.51;TH165.3

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