【摘要】：伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步,現(xiàn)代機械設(shè)備逐漸朝著結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,功能多樣化發(fā)展。長期運行的設(shè)備極易發(fā)生故障。為了避免發(fā)生故障,設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)必不可少�；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障診斷系統(tǒng),可以有效地彌補有線診斷系統(tǒng)的不足。本文從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信號處理方法入手,選取電機軸承作為研究對象,研究了基于工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障診斷方法。論文的主要工作如下:(1)研究了利用希爾伯特-黃變換提取設(shè)備故障特征,并在MATLAB進行了仿真實驗。實驗結(jié)果表明利用希爾伯特-黃變換可以有效提取設(shè)備故障特征。(2)構(gòu)建了實現(xiàn)多分類的支持向量機模型,并利用該模型進行了電機軸承故障診斷仿真實驗。實驗結(jié)果表明利用支持向量機進行設(shè)備故障診斷具有較高準確性。(3)利用C語言編程,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(Jennic JN5139)上實現(xiàn)了基于支持向量機的設(shè)備故障分類。利用已有數(shù)據(jù),對希爾伯特-黃變換進行設(shè)備故障特征提取和在節(jié)點上通過支持向量機進行故障診斷的有效性進行了驗證。
【圖文】：

該數(shù)據(jù)中心搭建了實驗平臺并采集了大量的實驗數(shù)據(jù)。實驗平臺的各組成部分如圖4-1 所示。圖 4-1 實驗臺及各組成部分[50]該實驗平臺由 2 馬力的電動機（左），扭矩傳感器/編碼器（中），測功率機（右）和控制電子設(shè)備組成。在該實驗中，通過電火花加工將單點故障分別引入到測試軸承的內(nèi)滾道、滾珠和外滾道上。其中，引入的故障直徑有 0.007 英寸，0.014 英寸，0.021 英寸，0.028 英寸和 0.04 英寸，并使用加速度計收集了電機軸承的振動數(shù)據(jù)。該實驗平臺一共采集了正�；�、驅(qū)動端和風(fēng)扇端三個不同位置的軸承振動數(shù)據(jù)。本章選擇采集于驅(qū)動端的軸承振動數(shù)據(jù)用作仿真實驗。該數(shù)據(jù)的采樣率均為12000Hz。從中選取了 5 種不同類型的軸承振動數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)由 1024 個采樣點組成。5 種數(shù)據(jù)分別是正常狀態(tài)數(shù)據(jù)（NOR）；0.007 英寸內(nèi)滾道故障數(shù)據(jù)(IR007)；0.021 英寸內(nèi)滾道故障數(shù)據(jù)(IR021)；0.014 英寸滾珠故障數(shù)據(jù)(BR014)；0.014 英寸外滾道故障數(shù)據(jù)(OR014)。這 5 種數(shù)據(jù)都是基于負載為 1730 轉(zhuǎn)時采集的。每一種數(shù)據(jù)構(gòu)成的原始信號如圖 4-2 所示。由圖可知

貯達到 192KB，RAM 的大小為 8 至 96KB，還有一個兼容 2.4GHz.4 協(xié)議的無線收發(fā)器，其適用于采用 IEEE802.15.4 協(xié)議和 ZigBee用。線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成般情況下，一個完整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須包括：普通傳感點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點。其中，普通傳感器節(jié)點分為路由器和終端節(jié)點兩集傳感數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)送到匯聚節(jié)點。匯聚節(jié)點也被點，主要負責(zé)數(shù)據(jù)的分類匯總，一方面通過接口將數(shù)據(jù)傳送給計算，將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點。在遠程監(jiān)控方面，，網(wǎng)關(guān)節(jié)點必不可少，無線移動通信網(wǎng)等向外界網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳送。本文實驗中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由協(xié)調(diào)器節(jié)點、終端節(jié)點和上位點負責(zé)采集和處理數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)器節(jié)點負責(zé)接收診斷結(jié)果并傳送結(jié)果位機通過屏幕上的串口助手顯示診斷結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻】

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1 張晗博;殷奕;殷奎喜;;基于小波變換的非平穩(wěn)信號分析與處理[J];南京師范大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版);2014年01期

2 司海飛;楊忠;王s

本文編號：2603226