【摘要】：液壓系統(tǒng)以其功率大、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)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(yùn)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，混沌分形理論的研究有助于揭示系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律性。論文將分形理論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關(guān)聯(lián)維數(shù)。實驗結(jié)果證明不同運(yùn)行狀態(tài)具有不同的關(guān)聯(lián)維數(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，綜述了混沌分形理論在故障診斷工程領(lǐng)域應(yīng)用的新進(jìn)展。闡述了關(guān)聯(lián)維數(shù)分析方法(G-P算法)，并給出了該算法中各參數(shù)的選取原則。 (2) 闡述了小波分析的本質(zhì)特征。將小波分析引入液壓泵狀態(tài)信號的處理中。通過對采樣信號的多分辨率分解、閾值處理和重構(gòu)，有效去除了系統(tǒng)中混雜的高頻噪聲，提取了故障的特征頻率。 (3) 對虛擬儀器及其開發(fā)平臺LabVIEW的特點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納。編程上實現(xiàn)了LabVIEW和MATLAB的接口，采用混合編程，擴(kuò)展了LabVIEW的功能。開發(fā)了虛擬混沌特性顯示儀，對混沌方程進(jìn)行特性分析。開發(fā)了基于相關(guān)平面法的運(yùn)動形態(tài)辨識儀，對混沌及其它運(yùn)動形態(tài)進(jìn)行辨識。 (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)了液壓泵信號的采集。 (5) 對采集的液壓泵信號進(jìn)行了分維數(shù)分析。實驗結(jié)果分析表明，故障壓力信號的關(guān)聯(lián)維數(shù)低于正常信號的關(guān)聯(lián)維數(shù)，可以作為故障發(fā)生與否的定量判據(jù)。
【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】：2004
【分類號】：TH137.5
【圖文】：

(a) 關(guān)聯(lián)積分 (b) 局部斜率(a) Relevance integral (b) Local slope圖 2-2 正弦信號的關(guān)聯(lián)積分及局部斜率Fig. 2-2 Relevance integral and local slope of sine signal杜芬(Duffing)振子信號關(guān)聯(lián)積分及局部斜率如圖 2-3 所示。圖中信號所用杜芬振子式為x axbxcxfcosωt3+ +=&& &(2-式(2-11)中，取 a =0.3， b =1， c =1，外控力振幅 f =0.32，外控力角 ω =1.2。杜芬振子信號應(yīng)用四階龍格-庫塔法由 MATLAB 編程產(chǎn)生。選部斜率較為平滑的一段，用最小二乘法擬和直線，得到杜芬振子的關(guān)聯(lián)維 1.2。

(a) 關(guān)聯(lián)積分 (b) 局部斜率(a) Relevance integral (b) Local slope圖 2-4 隨機(jī)信號關(guān)聯(lián)積分及局部斜率Fig.2-4 Relevance integral and local slope of random signal.5 本章小結(jié)本章系統(tǒng)闡述了混沌運(yùn)動的基本特征，對分形理論進(jìn)行了概述。介紹了關(guān)聯(lián)維數(shù)義和計算方法，詳細(xì)論述了各個計算參數(shù)的選取依據(jù)和現(xiàn)有的方法的優(yōu)缺點(diǎn)。應(yīng)用關(guān)聯(lián)維數(shù)法對正弦信號、混沌信號和隨機(jī)信號進(jìn)行數(shù)值仿真研究。得到周期、混沌運(yùn)動和隨機(jī)運(yùn)動的關(guān)聯(lián)維數(shù)分別為整數(shù)、分?jǐn)?shù)和無確定值。應(yīng)用這一結(jié)果，判斷一個運(yùn)動形式所處的類型。

受到了計算機(jī)軟件的強(qiáng)大力量和虛擬儀器技術(shù)越來越廣泛的用途。擬混沌特性顯示儀板上輸入混沌方程的參數(shù)，就可將混沌運(yùn)動的時序圖和相軌跡圖顯示出來沌現(xiàn)象的研究。另外，在系統(tǒng)辨識等場合，需要用到白噪聲信號，而產(chǎn)生的設(shè)備往往極為復(fù)雜，用偽隨機(jī)碼產(chǎn)生的白噪聲還存在偽周期性。混沌具特點(diǎn)，且狀態(tài)在某一范圍內(nèi)永遠(yuǎn)不會重復(fù)，是一種產(chǎn)生白噪聲的較好方法用虛擬儀器產(chǎn)生混沌信號，作為白噪聲源。虛擬儀器圖形化語言 LabVIEW，編寫前面板和流程圖，可以顯示混沌的特顯示儀主界面如圖 3-2 所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 許葆華;李洪儒;;某型導(dǎo)彈發(fā)射裝置液壓元件故障的預(yù)測[J];工程設(shè)計學(xué)報;2007年06期

2 朱麗琴;;盒維數(shù)及其在刀具磨損監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J];科技信息;2011年27期

相關(guān)會議論文 前1條

1 張曉光;林財興;謝甘第;;液壓系統(tǒng)故障診斷方法研究[A];2010航空試驗測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 何振宇;基于小波分析和分形理論的結(jié)構(gòu)損傷診斷[D];暨南大學(xué);2006年

2 張焰明;基于Lyapunov指數(shù)分析的液壓泵故障診斷方法及實驗研究[D];燕山大學(xué);2007年

3 楊立志;基于小波分析/AMESim的液壓缸泄漏故障診斷的仿真研究[D];吉林大學(xué);2007年

4 李益平;基于虛擬儀器的液壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

5 肖理;往復(fù)機(jī)械故障動力學(xué)分析及故障診斷研究[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

6 萬飛;混凝土泵液壓系統(tǒng)的故障診斷與維護(hù)策略[D];東北大學(xué);2008年

7 楊磊;基于虛擬儀器和電液比例技術(shù)液壓測控系統(tǒng)的設(shè)計[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2769905