【摘要】：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于多種工業(yè)領(lǐng)域,是工業(yè)過程控制系統(tǒng)的執(zhí)行器之一。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥大多工作于高溫、高壓、潮濕的環(huán)境中,容易出現(xiàn)故障。故障會(huì)導(dǎo)致工廠效益下滑甚至是意外停工和傷亡事故。傳統(tǒng)的人工檢修方式一般對(duì)閥門拆解維修,浪費(fèi)大量人力物力和時(shí)間。因此,可在非拆解情況下進(jìn)行故障判斷的方法引起廣泛關(guān)注,目前主要有兩類方法:基于專家系統(tǒng)的方法和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。前者存在參數(shù)選擇主觀性較強(qiáng),參數(shù)調(diào)整困難,容易漏報(bào)誤報(bào)的問題。后者面臨現(xiàn)場(chǎng)可獲得的樣本少,分布不均勻,往往個(gè)別型號(hào)樣本多,同類型其他型號(hào)樣本不足的挑戰(zhàn)。鑒于此,本文研究氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥的智能故障診斷和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。主要研究工作如下:1.分析氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥的常見故障,設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證平臺(tái)。首先,分析氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥常見故障,給出人工制造故障和控制故障強(qiáng)度的方法;然后,分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬件需求,對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)與各模塊選型設(shè)計(jì);最后,利用高精度儀表對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。2.針對(duì)傳統(tǒng)專家系統(tǒng)存在的參數(shù)選擇主觀性較強(qiáng)、參數(shù)調(diào)整困難、容易漏報(bào)誤報(bào)的問題,提出基于改進(jìn)專家系統(tǒng)的氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥故障診斷方法。首先,分析針對(duì)氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥的故障診斷專家經(jīng)驗(yàn),對(duì)專家經(jīng)驗(yàn)的合理性進(jìn)行論證;然后,利用粒子群算法改進(jìn)專家系統(tǒng),提出基于改進(jìn)專家系統(tǒng)的氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥故障診斷方法;最后,使用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采集故障樣本,對(duì)比所提方法和傳統(tǒng)專家系統(tǒng)方法的診斷正確率,以驗(yàn)證所提方法的有效性。3.針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)方法面臨的現(xiàn)場(chǎng)可獲得的樣本少,分布不均勻,往往個(gè)別型號(hào)樣本多,同類型其他型號(hào)樣本不足的問題,提出基于半監(jiān)督遷移極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)和自編碼器(AE)的氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥故障診斷方法。首先,綜述ELM、遷移學(xué)習(xí)和自編碼器等機(jī)器學(xué)習(xí)算法的基本原理和特性;其次,根據(jù)故障工況與無故障工況下氣壓與位移的差異,選取適當(dāng)?shù)奶卣骱瘮?shù),利用特征函數(shù)值在故障情況下的異常反映故障,并用函數(shù)值構(gòu)成實(shí)驗(yàn)樣本;然后,提出基于半監(jiān)督遷移ELM和自編碼器的氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥故障診斷方法;最后,利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采集故障樣本,驗(yàn)證所提方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH138.52

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本文編號(hào)：2702316