【摘要】：隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)速度的增快,地鐵隧道工程也在快速發(fā)展。盾構(gòu)機(jī)是挖掘隧道的主要工具。由于盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、工作的環(huán)境相對(duì)惡劣,它的部件容易發(fā)生各類(lèi)故障。有些故障將會(huì)直接影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行,如果能夠在故障發(fā)生的第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的維修手段,可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命、提高工作效率、減少經(jīng)濟(jì)損失,因此,對(duì)盾構(gòu)機(jī)故障診斷的研究具有重要意義。近年來(lái),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用研究已發(fā)展成為一個(gè)國(guó)際前沿研究鄰域,也為故障診斷提供了一個(gè)新的研究方向。本文通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、故障特性及產(chǎn)生機(jī)理的分析,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到故障診斷研究中。針對(duì)SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn),采用串聯(lián)的方式將它們組合起來(lái)形成SOM-BP網(wǎng)絡(luò),提出基于SOM-BP網(wǎng)絡(luò)的盾構(gòu)機(jī)故障診斷方法,并構(gòu)建了診斷模型。利用實(shí)際工程中的故障數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試,分析故障診斷結(jié)果。并將其與單一的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過(guò)組合后的網(wǎng)絡(luò)能有效提高故障診斷的準(zhǔn)確率,并且加快了網(wǎng)絡(luò)收斂的速度。但是,SOM-BP網(wǎng)絡(luò)的性能容易受到網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值和閾值的影響,針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文提出基于粒子群算法優(yōu)化SOM-BP網(wǎng)絡(luò)的診斷方法,并構(gòu)建了診斷模型。利用樣本數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行仿真研究,結(jié)果表明了該方法的有效性,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)故障的診斷。通過(guò)與采用SOM-BP網(wǎng)絡(luò)診斷方法的診斷結(jié)果對(duì)比,表明了優(yōu)化后的方法診斷正確率更高,收斂速度更快,網(wǎng)絡(luò)性能更好。最后將優(yōu)化后的SOM-BP故障診斷模型應(yīng)用到盾構(gòu)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中,開(kāi)發(fā)了一個(gè)故障診斷模塊,并利用模擬數(shù)據(jù)對(duì)其功能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,該故障診斷模塊能很好地識(shí)別出盾構(gòu)機(jī)的故障,適用于盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中的故障監(jiān)測(cè)和診斷,提高了工作效率,降低了維修成本。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U455.39;TP183

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本文編號(hào)：2590912