机械设备故障诊断技术先进方法学的研究

摘要

随着科学技术与生产的发展,机械设备的应用越来越广泛,同时设备也更加复杂,某一处微小的故障就可能造成连锁破坏,导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏.这不仅会造成巨大的经济损失,而且会危及人身安全,后果极为严重.因此设备故障诊断技术日益引起人们的重视,并在理论和实践方面得到迅猛发展.随着现代科学技术的发展,尤其是新型传感技术的不断出现和信号分析手段的增多与完善,特别是计算机技术的飞速发展,为机械设备故障诊断技术的发展提供了良好的契机.因此,将设备故障诊断技术与当代前沿科学相融合已经成为当前机械设备故障诊断技术发展的一个方向.该文主要围绕机械设备故障诊断和状态监测方面的问题进行研究,针对目前诊断分析技术所存在的一些不足之处,结合小波分析技术、分形理论、模糊理论等先进的信号分析处理技术,提出了一些改进方法,将它们应用于机械设备故障特征信号提取以及故障状态监测的研究,取得了一定的效果.另外,过去机械设备诊断技术领域的研究工作主要集中在研究设备的故障诊断和当前状态评价方面,对设备状态预测的研究较少,而设备状态预测可以预测设备的未来运转趋势,是设备故障诊断中必不可少的一个环节,对于设备维护和维修决策具有重大的意义,因此,该文对机械设备状态的预测进行了一些研究,得到了比较好的预测效果.

目录

文摘

英文文摘

第一章 概述

1.1 机械设备故障诊断技术

1.1.1机械设备故障诊断技术概念

1.1.2机械设备诊断技术的意义

1.1.3机械设备诊断技术方法分类

1.1.4振动监测与诊断技术

1.2 机械设备故障诊断技术的现状及发展方向

1.2.1机械设备故障诊断技术的发展现状

1.2.2机械设备诊断技术的发展趋势

1.3 本课题的提出及主要研究内容

1.3.1本课题的提出

1.3.2本课题的主要研究内容

第二章 小波变换在故障信号提取中应用的研究

2.1 小波变换理论的基本原理

2.1.1小波变换的基本理论

2.2 谐波小波

2.2.1谐波小波构造及其性质

2.2.2谐波小波的相位特性

2.3 谐波小波相位谱图分析及检验算例

2.4 齿轮仿真数据故障诊断的谱分析

2.4.1齿轮振动模型及其故障分析

2.4.2齿轮仿真信号的小波变换

2.4.3齿轮仿真信号小波变换结果分析

2.5 结论

第三章 机械故障状态监测方法的研究

3.1 随机分形学基本原理

3.1.1分形与分形维数

3.1.2关联维数的计算

3.2 伦意熵(Renyi)在机械故障状态监测中的应用

3.2.1伦意熵(Renyi)的概念

3.2.2基于伦意熵(Renyi)的轴承故障状态监测

3.3 模糊理论在机械设备故障状态监测中应用的研究

3.3.1模糊理论的基本原理

3.4 模糊聚类理论及其在轴承故障状态监测中的应用

3.4.1轴承振动数据预处理

3.4.2轴承故障状态的模糊聚类分析

3.5 结论

第四章 机械状态预测方法学的研究

4.1 时间序列预测方法

4.1.1时间序列分析技术

4.1.2 AR模型的构造及其建立方法

4.1.3 AR模型预测原理

4.2 数据组合处理方法(GMDH)

4.2.1 GMDH的概念

4.2.2相空间重构

4.2.3基于相空间的GMDH方法建立预测模型

4.3 灰色理论预测原理

4.3.1 灰色系统理论

4.3.2GM（1，1）预测模型

4.4 三种预测模型在机械设备状态预测中的应用

4.4.1 数据预处理

4.4.2 时间序列预测模型及其结果分析

4.4.3 GMDH预测模型及其结果分析

4.4.4 灰色系统预测模型及其结果分析

4.5 结论

第五章 结束语

5.1 谐波小波重构相位谱分析在机械故障诊断中应用

5.2 分形理论以及模糊理论在机械故障状态监测方面的应用

5.3 机械故障状态预测方法的初步分析和比较研究

5.4 结论

参考文献

致谢

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