【摘要】：在各類機械設備中,由于旋轉機械的特殊地位,其故障理論和診斷方法歷來是各國專家和學者的研究熱點之一。旋轉機械中轉子及其相關組件是設備產生故障的主要來源,其振動信號的表現形式大都是非平穩(wěn)的、動態(tài)的和隨機的。特別是當旋轉設備工作在變轉速時,故障信號變得越加復雜,特征提取和故障識別十分困難。本文將信號處理技術和模式識別技術中的一些新方法引入到旋轉機械故障診斷中來,對故障易發(fā)的滾動軸承、齒輪及轉子故障診斷方法進行了一些有益的研究和探索。 (1)針對滾動軸承恒轉速條件下故障引發(fā)的共振信號信噪比較高但非平穩(wěn)的特點,利用EMD將其分解并提取包含故障信息的平穩(wěn)信號,經包絡解調后構建了反映軸承故障狀態(tài)的特征矢量。研究了DHMM多樣本訓練方法并對軸承狀態(tài)進行了識別。試驗結果表明所提出的方法對單一故障和同時存在多種故障的軸承診斷都取得了良好的識別效果。 (2)指出了滾動軸承故障引發(fā)的軸承共振信號并非簡單的偏置調幅信號,利用所建的故障模型試驗了CAF的解調效果。通過研究、對比和分析,證明了CAF的形貌特征能夠反映軸承的故障狀態(tài),結合CHMM對動態(tài)信號識別能力,提出了一種滾動軸承故障識別方法,并通過試驗驗證了方法的有效性。 (3)對于滾動軸承必須經歷的啟動過程,由于轉速的變化,故障特征頻率不復存在。利用小波分析方法提取故障共振信號,采用瞬時頻率估計、階比跟蹤技術對軸承故障振動信號進行分析,給出了故障特征階比系數的概念和算法,試驗了算法在軸承故障診斷中的可行性。 (4)變轉速更貼近旋轉機械應用中的實際情況,本文指出了變轉速滾動軸承故障信號的雙變頻調制特性并建立了故障模型。給出了OCAF的計算公式,研究了其對雙變頻信號的解調性能。利用特定轉速下的故障動態(tài)信息構建特征向量,提出了基于OCAF-CHMM的滾動軸承故障診斷方法,并通過試驗對該方法進行了檢驗。 (5)通過DCS獲取齒輪特征信息,并采用DHMM模型對齒輪進行了故障識別。試驗表明所提出的方法能夠很好地識別斷齒、點蝕等齒輪狀態(tài)。這種方法結合了DCS解調信噪比高、表達相對簡單和DHMM運算量相對較小的特點,有利于提高診斷速度。 (6)充分利用HMM和SVM在序列行為分類和小樣本方面的優(yōu)勢,提出了基于SVM-HMM模型的旋轉機械故障診斷方法。該模型在轉子啟動過程故障診斷試驗中,與以往提出的基于SOM-HMM模型的診斷方法相比,減少了量化過程的信息損失及模型訓練所需樣本數量,提高了故障識別率并減少了模型訓練時間。將該模型用于滾動軸承損傷類故障診斷中,也獲得了較滿意的效果,驗證了SVM-HMM模型在滾動軸承故障診斷中的可行性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH165.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 汪家銘;;API旋轉機械振動標準介紹[J];石油化工設備技術;1993年05期

2 張在新;康素坤;張新;;淺析振動分析技術在旋轉機械設備故障診斷中的應用[J];硅谷;2009年10期

3 宋生鈺;;旋轉機械設備常見故障診斷[J];湖南工程學院學報(自然科學版);2008年03期

4 李兆峰;楊天海;顧敏;;電廠旋轉機械歷年振動問題統(tǒng)計分析[J];上海電力;1994年01期

5 陳長征,張省,虞和濟;基于神經網絡的旋轉機械故障診斷研究[J];機械強度;2000年02期

6 張紅梅,代克杰,張建勇;基于LabVIEW的旋轉機械遠程故障診斷系統(tǒng)研制[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2004年06期

7 唐貴基,張文斌,田麗潔,王維珍;諧波小波分析在旋轉機械故障診斷信號處理中的應用[J];礦山機械;2005年08期

8 徐興科,孔令先,趙以萬,田保忠,任華玉;在線監(jiān)測系統(tǒng)在設備管理中的應用[J];設備管理與維修;2005年08期

9 盧中華;旋轉機械振動診斷標準淺談[J];中國設備工程;1993年09期

10 汪家銘;旋轉機械轉軸中心位置測量及其應用[J];發(fā)電設備;1994年04期

相關會議論文 前10條

1 亢寶田;甄月平;;旋轉機械碰摩故障的識別與診斷[A];第八屆全國振動理論及應用學術會議論文集摘要[C];2003年

2 王榮;賈民平;;旋轉機械振動監(jiān)測傳感器優(yōu)化布置研究[A];第9屆全國轉子動力學學術討論會ROTDYN'2010論文集[C];2010年

3 李婧;葉帆;;基于LabVIEW的旋轉機械遠程故障監(jiān)測系統(tǒng)設計[A];第十二屆全國設備故障診斷學術會議論文集[C];2010年

4 楊積忠;左立建;;滾動軸承故障診斷實例[A];設備監(jiān)測與診斷技術及其應用——第十二屆全國設備監(jiān)測與診斷學術會議論文集[C];2005年

5 黃建軍;楊世錫;李志農;嚴拱標;;旋轉機械遠程狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)[A];第十屆全國設備監(jiān)測與診斷技術學術會議論文集[C];2000年

6 蔡霆;楊建剛;高N，

本文編號：2677100