發(fā)布時間：2017-08-26 05:46

  本文關(guān)鍵詞：水泵系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

  更多相關(guān)文章： 水泵系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測 故障診斷 電信號

【摘要】：水泵系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常廣泛的應(yīng)用，其運行狀況的好壞直接影響著整個生產(chǎn)能否正常進(jìn)行。要想實現(xiàn)整個水泵系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，必須同時監(jiān)測電、振動、溫度、壓力、流量等信號，存在投資大，測量難度大，傳感器故障率高，流量難以準(zhǔn)確測量以及長距離模擬信號傳輸導(dǎo)致信號失真等諸多問題。對此，本文提出一種主要依靠電信號，結(jié)合壓力作為輔助信號的水泵系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法。采用這種方法可以避開易失真的振動信號和測量精度較低的流量信號，從而改善數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高故障診斷的準(zhǔn)確率；減少待測信號數(shù)量，降低系統(tǒng)投資和測試難度，有助于水泵系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的工程實現(xiàn)和推廣應(yīng)用。 （1）通過理論分析與模擬計算得到單臺水泵系統(tǒng)在正常工況及四種故障工況下的特征參數(shù)響應(yīng)規(guī)律。選定葉輪磨損、旋轉(zhuǎn)組件阻塞、氣蝕及干管堵塞為待診斷故障，建立正常工況以及四種故障工況下的水泵系統(tǒng)模型。以一個簡單單臺水泵系統(tǒng)為例，利用MATLAB語言編程，對其在正常工況以及不同故障種類、不同故障嚴(yán)重程度下的運行狀態(tài)分別進(jìn)行模擬計算，得到系統(tǒng)各特征參數(shù)的響應(yīng)規(guī)律。 （2）確定串、并聯(lián)多臺水泵系統(tǒng)正常工況及四種故障工況下各水泵特征參數(shù)響應(yīng)規(guī)律。首先建立正常工況及故障工況串、并聯(lián)水泵系統(tǒng)模型，然后利用MATLAB語言編寫程序，以簡單串、并聯(lián)水泵系統(tǒng)為例，，對其在正常工況以及四種故障工況下的運行狀態(tài)分別進(jìn)行模擬計算，得到各水泵的特征參數(shù)的響應(yīng)規(guī)律。 （3）按照主要依靠電信號、輔以壓力信號實現(xiàn)水泵系統(tǒng)故障診斷的技術(shù)目標(biāo)，開發(fā)基于模糊綜合評估的故障診斷方法。首先，確定故障診斷評估因素集與評價集。然后，采用先理論分析初步確定、再調(diào)整優(yōu)化的方法得到水泵系統(tǒng)模糊故障診斷的隸屬函數(shù)與評估因素權(quán)值。最后，利用MATLAB語言開發(fā)出具有圖形用戶界面的水泵系統(tǒng)故障診斷軟件。 （4）確定水泵系統(tǒng)實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的工程實現(xiàn)方法。提供了試驗測定、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推算等幾種不同的水泵系統(tǒng)固有參數(shù)獲取方法。給出了特征信號的測試、計算方法，進(jìn)行了采樣頻率確定和誤差分析。確定了水泵系統(tǒng)實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成，給出了傳感器、預(yù)處理數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)顯示、報警裝置的選用原則。 研究表明，通過對水泵系統(tǒng)電信號及壓力信號的測試與分析，采用基于模糊綜合評估的水泵系統(tǒng)故障診斷方法，能夠?qū)崿F(xiàn)四種目標(biāo)故障的診斷。
【關(guān)鍵詞】：水泵系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測 故障診斷 電信號
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.1.1 水泵系統(tǒng)運行管理現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 水泵系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法及存在的問題11
• 1.1.3 研究的目的和意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-15
• 1.2.1 電機故障及診斷11-13
• 1.2.2 水泵故障及診斷13-14
• 1.2.3 水泵系統(tǒng)的故障診斷14
• 1.2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-18
• 1.3.1 單臺水泵系統(tǒng)故障診斷研究15-16
• 1.3.2 多臺串聯(lián)水泵系統(tǒng)的故障診斷研究16-17
• 1.3.3 多臺并聯(lián)水泵系統(tǒng)的故障診斷研究17
• 1.3.4 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的工程實現(xiàn)17-18
• 第2章 單臺水泵系統(tǒng)故障運行特性18-35
• 2.1 單臺水泵系統(tǒng)模型18-23
• 2.1.1 正常工況18-20
• 2.1.2 故障工況20-23
• 2.2 模擬計算方法23-26
• 2.2.1 系統(tǒng)模型求解流程23
• 2.2.2 逆 Broyden 秩 1 迭代算法23-26
• 2.3 故障運行特性分析26-33
• 2.3.1 系統(tǒng)參數(shù)確定26-27
• 2.3.2 模擬計算結(jié)果27-33
• 2.3.3 特征參數(shù)故障響應(yīng)規(guī)律33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第3章 多臺水泵系統(tǒng)故障運行特性35-55
• 3.1 多臺水泵系統(tǒng)模型35-37
• 3.1.1 正常工況35-36
• 3.1.2 故障工況36-37
• 3.2 模型求解流程37-39
• 3.2.1 串聯(lián)多臺水泵系統(tǒng)38
• 3.2.2 并聯(lián)多臺水泵系統(tǒng)38-39
• 3.3 串聯(lián)水泵系統(tǒng)故障運行特性分析39-47
• 3.3.1 系統(tǒng)參數(shù)確定40
• 3.3.2 模擬計算結(jié)果40-46
• 3.3.3 特征參數(shù)故障響應(yīng)規(guī)律46-47
• 3.4 并聯(lián)多臺水泵系統(tǒng)運行特性分析47-54
• 3.4.1 系統(tǒng)參數(shù)確定47
• 3.4.2 模擬計算結(jié)果47-53
• 3.4.3 特征參數(shù)故障響應(yīng)規(guī)律53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 水泵系統(tǒng)故障診斷方法55-73
• 4.1 模糊綜合評估55-58
• 4.1.1 模糊綜合評估原理55-56
• 4.1.2 模糊綜合評估步驟56-58
• 4.2 基于模糊綜合評估的水泵系統(tǒng)故障診斷58-62
• 4.2.1 評估因素集確定58-59
• 4.2.2 評估集確定59
• 4.2.3 隸屬函數(shù)確定59-61
• 4.2.4 評估因素權(quán)向量確定61-62
• 4.2.5 合成模糊評估結(jié)果向量62
• 4.3 水泵系統(tǒng)故障診斷軟件開發(fā)62-67
• 4.3.1 軟件的輸入62-63
• 4.3.2 軟件的輸出63
• 4.3.3 軟件的運算過程63-64
• 4.3.4 圖形用戶界面64-67
• 4.4 隸屬函數(shù)與評估權(quán)值調(diào)整67-68
• 4.5 實驗驗證68-72
• 4.5.1 實驗裝置與儀器68-69
• 4.5.2 實驗步驟69-70
• 4.5.3 數(shù)據(jù)處理70-71
• 4.5.4 結(jié)果分析71-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第5章 水泵系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的實現(xiàn)73-85
• 5.1 系統(tǒng)參數(shù)獲取73-76
• 5.1.1 試驗測定73-75
• 5.1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推算75-76
• 5.2 特征信號獲取76-78
• 5.2.1 直接測量量76-77
• 5.2.2 間接測量量77-78
• 5.3 誤差分析78-79
• 5.3.1 直接量誤差78
• 5.3.2 誤差的傳播78-79
• 5.4 實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)79-84
• 5.4.1 實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成80-81
• 5.4.2 實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)備81-83
• 5.4.3 實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件介紹83-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果86-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 致謝93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：740042