【摘要】：伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,現(xiàn)代機(jī)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(yùn)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(bǔ)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(hào)處理方法入手,選取電機(jī)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(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)多分類的支持向量機(jī)模型,并利用該模型進(jìn)行了電機(jī)軸承故障診斷仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明利用支持向量機(jī)進(jìn)行設(shè)備故障診斷具有較高準(zhǔn)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(diǎn)(Jennic JN5139)上實(shí)現(xiàn)了基于支持向量機(jī)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(jìn)行設(shè)備故障特征提取和在節(jié)點(diǎn)上通過支持向量機(jī)進(jìn)行故障診斷的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
【圖文】：

該數(shù)據(jù)中心搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并采集了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的各組成部分如圖4-1 所示。圖 4-1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)及各組成部分[50]該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由 2 馬力的電動(dòng)機(jī)（左），扭矩傳感器/編碼器（中），測功率機(jī)（右）和控制電子設(shè)備組成。在該實(shí)驗(yàn)中，通過電火花加工將單點(diǎn)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(jì)收集了電機(jī)軸承的振動(dòng)數(shù)據(jù)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一共采集了正常基線、驅(qū)動(dòng)端和風(fēng)扇端三個(gè)不同位置的軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)。本章選擇采集于驅(qū)動(dòng)端的軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)用作仿真實(shí)驗(yàn)。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(dòng)數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)由 1024 個(gè)采樣點(diǎn)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(fù)載為 1730 轉(zhuǎn)時(shí)采集的。每一種數(shù)據(jù)構(gòu)成的原始信號(hào)如圖 4-2 所示。由圖可知

貯達(dá)到 192KB，RAM 的大小為 8 至 96KB，還有一個(gè)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(gè)完整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須包括：普通傳感點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。其中，普通傳感器節(jié)點(diǎn)分為路由器和終端節(jié)點(diǎn)兩集傳感數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)也被點(diǎn)，主要負(fù)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(jì)算，將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面，，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)必不可少，無線移動(dòng)通信網(wǎng)等向外界網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。本文實(shí)驗(yàn)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)和上位點(diǎn)負(fù)責(zé)采集和處理數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收診斷結(jié)果并傳送結(jié)果位機(jī)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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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(hào)分析與處理[J];南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版);2014年01期

2 司海飛;楊忠;王s

本文編號(hào)：2603226