联合收割机远程监测平台及故障分析研究

摘要

联合收割机作业信息流实时获取，可以及时监测联合收割机作业状态，提高其作业质量和生产效率，为联合收割机装备自动化和智能化发展奠定坚实的基础。 本文综述了联合收割机作业监测与故障诊断的国内外研究现状，并在此基础上，给出了基于B/S架构的远程监测平台的总体设计方案，完成了监测平台数据库服务服务器、基于web服务器的系统功能访问界面和基于netty网络编程框架的通讯服务器的设计。实现了基础信息管理、设备信息管理和设备监测等功能。针对原始数据异常或缺失等问题，制定了监测数据预处理规则，并开发了相关数据预处理程序。针对目前脱粒滚筒堵塞故障诊断精度低的问题，构建了脱离滚筒堵塞故障的softmax分类模型，其模型输入为喂入搅龙与风机转速比、脱离滚筒与风机转速比等6个转速比，输出为脱粒滚筒状态为重度堵塞、中度堵塞、轻微堵塞和正常四种状态。基于tensorflow完成了模型构建和测试，其分类模型的准确率为95%。

目录

声明

第1章 引 言

1.1 课题来源、研究背景和意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 研究的目的和意义

1.2国内外研究现状与发展趋势

1.2.1 国内外远程监控系统的研究现状

1.2.2 联合收割机国内外研究现状

1.2.3 联合收割机故障诊断的发展现状和趋势

1.3主要研究内容、技术路线及预期效果

1.3.1 主要研究内容

1.3.2研究路线

1.3.3预期效果

1.4论文结构

第2章 远程监测平台总体方案设计

2.1联合收割机作业流程

2.2系统监测对象的确定

2.3远程监测平台的总体设计方案

2.3.1数据采集系统

2.3.2远程监测平台的设计

2.3.3监测平台设计原则

2.4开发工具及设备选型

2.4.1操作系统选型

2.4.2开发技术选型

2.4.3数据库选型

2.4.4中间件选型

2.4.5数据库中间件选型

2.4.6软硬件环境选型

2.5本章小结

第3章 联合收割机远程监测平台设计实现

3.1系统架构设计

3.1.1 系统网络架构设计

3.1.2 远程监测平台架构设计

3.2 Web服务器功能模块设计与实现

3.2.1 功能模块的设计与实现

3.3 通信服务器设计

3.3.1通讯服务器功能设计与实现

3.4 数据库服务器设计

3.5 本章小结

第4章 数据预处理

4.1数据采集

4.1.1 正常运行试验数据采集

4.1.2 故障模拟试验数据采集

4.2数据预处理

4.2.1 联合收割机试验数据

4.2.2 原始数据准确性验证

4.2.3 原始数据清理

4.2.4数据集成处理

4.3基于预处理规则的程序设计

4.4本章小结

第5章 故障分析研究

5.1 特征数据集的选取

5.1.1转速比数据样本分析

5.1.2数据样本

5.2 基于softmax的脱粒滚筒故障预警模型

5.2.1 故障预警模型建立流程

5.2.2 分类模型的选择

5.2.2 损失函数的选择

5.3 故障状态分类模型的实现

5.3.1 模型的建立流程

5.3.2 模型的训练结果

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录

1. 攻读硕士研究生期间发表的学术论文

2. 硕士论文研究期间参与的项目