【摘要】：狀態(tài)數(shù)據(jù)反映設(shè)備的實時運(yùn)行狀態(tài),是獲取設(shè)備狀態(tài)變化趨勢、分析設(shè)備故障根源的重要依據(jù)。狀態(tài)數(shù)據(jù)是關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行、監(jiān)控和管理不可缺少的重要資源,需要實時、快速、準(zhǔn)確的分析和處理,以便能夠及時、準(zhǔn)確的掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。隨著生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行和狀態(tài)監(jiān)測的持續(xù),設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)始終處于增長的趨勢。海量數(shù)據(jù)的安全存儲、有效傳輸、高效分析等方面的問題也逐漸成為當(dāng)前狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷領(lǐng)域中不可忽視的問題。壓縮感知是基于信息采集的一種全新的數(shù)據(jù)采集和處理框架,其主要思想是利用信號的稀疏性特征,從少量的觀測數(shù)據(jù)中高概率的重構(gòu)出原始信號,它為狀態(tài)監(jiān)測獲得的海量數(shù)據(jù)處理提供了一個新的途徑。本學(xué)位論文在國家自然科學(xué)基金青年項目"基于壓縮感知的滾動軸承稀疏特征提取方法研究"(項目編號:51405211)的資助下,采用理論研究和實驗驗證相結(jié)合的研究路線開展研究。作者以稀疏表示理論和壓縮感知理論為基礎(chǔ),研究滾動軸承的特征提取與特征約簡問題,通過分析振動信號、聲發(fā)射信號,對壓縮感知框架進(jìn)行改進(jìn)并用于滾動軸承的故障診斷。主要研究內(nèi)容包括:(1)本文綜述國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的研究現(xiàn)狀,對壓縮感知理論及關(guān)鍵問題進(jìn)行概述,總結(jié)壓縮感知在故障診斷領(lǐng)域的研究成果,歸納壓縮感知理論在故障診斷領(lǐng)域中研究存在的問題,并提出有針對性的解決方案,為壓縮感知理論在機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)中的應(yīng)用提供參考和借鑒的方向。(2)論文在壓縮感知理論的基礎(chǔ)上,將信號的分析處理從經(jīng)典時域空間轉(zhuǎn)移到低維壓縮空間,開展?jié)L動軸承振動信號的數(shù)據(jù)壓縮和特征提取方法的研究。研究信號在降維投影中的近似等距性質(zhì),并使用高斯隨機(jī)矩陣實現(xiàn)軸承信號的壓縮。在壓縮域內(nèi)提出一種基于近似等距投影的特征提取方法,將該方法和支持向量機(jī)技術(shù)相結(jié)合,提出一種基于壓縮域特征的滾動軸承故障診斷模型。(3)針對聲發(fā)射信號存儲問題提出一種壓縮方法。將壓縮感知理論與聲發(fā)射技術(shù)相結(jié)合,以滾動軸承聲發(fā)射信號為研究對象,在壓縮域內(nèi)研究滾動軸承聲發(fā)射信號的分解和頻帶能量特征提取。提出一種從壓縮數(shù)據(jù)提取頻段能量特征的方法,用于評估滾動軸承全壽命周期的狀態(tài)。(4)論文研究滾動軸承不同特征指標(biāo)對故障的敏感性,將特征指標(biāo)的敏感度量化問題轉(zhuǎn)變?yōu)樘卣飨蛄康南∈璞硎締栴}進(jìn)行求解。以滾動軸承振動信號的高維特征向量為研究對象,研究滾動軸承特征向量的稀疏性。分析高維聯(lián)合特征集合在特定字典上的稀疏表示,使用訓(xùn)練學(xué)習(xí)方法構(gòu)造稀疏字典,驗證高維特征在稀疏字典上的稀疏性。(5)研究基于改進(jìn)壓縮感知框架的滾動軸承特征約簡問題。在壓縮感知框架下將高維特征約簡為轉(zhuǎn)換為壓縮感知問題進(jìn)行求解�；诮频染嗤队靶再|(zhì),將高斯隨機(jī)矩陣用于特征的降維。引入壓縮學(xué)習(xí)模型,提出一個基于低維特征的故障診斷模型。實驗證明使用低維特征能夠正確進(jìn)行分類且計算效率更高。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH133.33

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本文編號：2441457