基于全信息技术的远程诊断关键技术研究

摘要

随着机械设备的大型化、自动化、高速化和复杂化,使得设备状态监测和故障诊断技术变得越来越重要.传统的机械故障诊断大都以单通道信号分析为基础,从中提取有关机器行为的特征信息.虽然利用一种信息有时可以判断机器的故障,但在许多情况下得出的诊断结果并不可靠.转子一个截面上的振动信息一般是由相互垂直两个径向和一个轴向传感器拾取的,一个截面上的通道属同源信息,它们之间必然存在一定的关系,对这些信息在数据层次上采用全信息技术融合可以较全面的获得转子信息.然而转子的振动是一个空间的范畴,对一个截面的同源信息融合也只能最大限度反映这一个截面转子的振动信息,所以根据转子一个截面的振动信息诊断出来的结果往往也是片面的.因此,采用转子多个截面信息进行故障的诊断是必要的.该文结合转子空间振动和现场实际,利用转子两截面信息,建立一种数据层、特征层和决策层三种层次混合融合诊断模型,全信息技术和集成概率神经网络是实现该模型的关键技术.该文把全信息技术中的全息谱、全谱和全矢谱分别应用于诊断模型,并对三种方法的诊断结果从各个方面进行了比较,最后得出结论是全矢谱是最有发展前途的一种全信息分析技术.在全信息技术中,全矢谱由于其良好的信息处理方式,使其拓展出一系列的分析方法.该文讨论了在故障诊断中几种有意义的矢谱拓展分析方法:矢功率谱、矢倒谱和针对非平稳信号的矢Wigner分布,并把这些分析方法应用于故障诊断中,用实际信号验证了其诊断准确性.该文在理论探讨的基础上,应用C++Builder5.0构建了基于Browser/Server模式的远程全信息故障诊断系统,系统实现了基于全信息技术及全矢谱拓展分析方法的故障诊断,诊断结论准确可靠.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的来源、目的和意义

1.2国内外发展概况

1.3全信息理论

1.3.1全谱

1.3.2全息谱

1.3.3全矢谱及其范畴

1.4本文的主要研究工作

1.5小结

第二章基于信息融合的全信息技术

2.1概述

2.2信息融合技术

2.2.1信息融合概念

2.2.2信息融合层次

2.2.3信息融合三层次结构之间的比较

2.2.4信息融合的方法

2.3双通道同源数据融合的全信息技术理论

2.3.1理论基础

2.3.2数值计算

2.3.4全息谱理论

2.3.5全矢谱理论

2.4三通道信息融合全矢谱理论

2.4.1理论基础

2.4.2数值计算

2.5全信息技术实例应用

2.5.1二维全信息实例

2.5.2三维全矢谱实例

2.6小结

第三章基于空间转子的诊断系统总体结构及实现

3.1概述

3.2转子运动机理

3.2.1转子振动的基本特征

3.2.2转子运动的空间性

3.3诊断系统总体结构

3.4诊断系统总体结构实现及关键技术

3.4.1数据层融合实现

3.4.2集成神经网络实现

3.5小结

第四章全信息与系统诊断模型结合在故障诊断中的应用

4.1概述

4.2全信息与系统诊断模型结合在故障诊断中的应用

4.2.1故障特征选取

4.2.2基于两通道全信息技术的诊断实例

4.2.3基于三通道全矢谱技术的诊断实例

4.3全矢谱与全谱和全息谱在故障诊断中实用性比较

4.3.1全信息技术在故障诊断中优越性

4.3.2全信息技术诊断结果的对比

4.4全矢谱较全谱和全息谱的优越性

4.4.1全矢谱分辨率

4.4.2全矢谱的可拓展性

4.2.3全矢谱自动提取故障征兆方便性

4.5小结

第五章基于全矢谱拓展分析方法的故障诊断

5.1概述

5.2矢功率谱与系统模型的综合诊断

5.2.1经典功率谱估计

5.2.2矢功率谱理论

5.2.3矢功率谱与系统模型的综合诊断

5.3矢倒谱及其实例应用

5.3.1倒谱理论

5.3.2矢倒谱理论

5.3.3矢倒谱实例应用

5.4矢Wigner-Ville分布及其实例应用

5.4.1 Wigner-Ville分布理论

5.4.2矢Wigner-Ville分布理论

5.4.3矢Wigner-Ville分布实例应用

5.5小结

第六章基于全信息技术的远程诊断系统构建

6.1概述

6.2基于全信息技术的远程故障诊断系统构建与系统实现

6.3系统界面与应用实例

6.3.1数据分析

6.3.2自动诊断

6.3.3人工诊断

6.3.4专家诊断

6.4小结

第七章结论及展望

7.1本文工作

7.1.1关键技术及创新

7.1.2结论

7.2展望

参考文献

致谢