旋转机械论文：基于人工神经网络的旋转机械故障诊断专家系统
【中文摘要】旋转机械广泛应用于重工业的多个领域,且大多数为各个生产领域的关键设备。但由于它们通常工作在工况复杂的恶劣环境中,且大多为高速旋转机械,这些旋转机械一旦出现故障,不仅对整个生产线产生直接影响,而且会造成重大的经济损失甚至是机毁人亡的事故。为保证设备的安全运行,降低机组维修费用和提高设备利用率,开发一种能自动获取知识且能进行高速推理的故障诊断专家系统,已经成为旋转机械故障诊断研究的一个主要方向。本文针对转子故障、轴承故障、浮动密封故障、叶片式机器中流体激振故障以及齿轮箱故障等各种旋转机械故障类型,分别讨论了这些故障的故障征兆,研究了各个故障的振动机理。针对旋转机械固有的特征,在比较各种不同信号分析技术的基础上,提出采用矢量融合能量谱理论实现旋转部件的故障特征分析。但旋转机械故障诊断往往属于模糊现象的领域,需要进行模糊聚类分析。模糊理论可以将不确定的知识和定性知识转化为定量的知识。直接用隶属度对大量文字描述的规则以及专家经验进行准确的表示相当困难,而且模糊矩阵的构造需要以大量现场实际运行数据为基础。因此,在故障诊断中需要更为有效的方法进行故障诊断分析,为此作者采用人工神经网络故障诊断方法。本文采用M...
【英文摘要】Rotating machinery is widely used in various fields of heavy industry. Usually they ate key equipments in
every production field. Since they mostly work in harsh environment with complicated working condition, rotating machinery failure frequently happens which can not only impact on the entire production line, but also cause significant losses even severe industrial injury. In order to ensure these eqipments operate safely, reduce maintenance costs and improve the equipment utilization rate as well, it has...
【关键词】旋转机械 故障诊断 矢量融合能量谱 BP神经网络 专家系统 多级行星齿轮箱
【英文关键词】Rotating machinery Fault diagnosis BP neural network Expert system Multilevel planetary gear box
【目录】基于人工神经网络的旋转机械故障诊断专家系统要4-6题背景1111-1411-1212-14
Abstract6-7
第1章 绪论11-18
摘
1.1 选
1.2 课题的发展水平及研究现状1.2.1 机械设备故障诊断的研究现状1.2.2 专家系统在设备故障诊断中的应用1.3 专家系统的开发工具14-16
1.4 论文的主
1.4.2
要内容及其组织结构16-18主要内容16-1818-32
1.4.1 研究目标16
第2章 旋转机械故障诊断基本理论
2.1.1
2.1 旋转机械故障类型和故障特征18-21
2.1.2 转子不对中故障
2.1.4 轴承故障
转子不平衡故障18-1919
2.1.3 转子摩擦故障19
19-2020-21
2.1.5 浮动密封故障202.1.6 齿轮箱故障
2.2.1 2.2.3 2.2.5 小
2.2 旋转机械特征信号分析与提取21-26
2.2.2 功率谱分析23-242.2.4 短时傅里叶变换24-252.2.6 全息谱分析26
傅里叶变换22-23Gabor变换24波变换25-2626
2.2.7 矢量谱分析2.4 转子运动矢量融合第3章 基于矢量谱
2.3 矢量谱理论基础26-29
2.5 本章小结31-32
能量谱29-31
的人工神经网络故障诊断研究32-47统故障诊断模型32-35
3.1 基于布尔矩阵的系
3.3
3.2 模糊聚类分析35-36
人工神经网络故障诊断36-4636-37
3.3.1 神经网络的基本组成
3.3.3 BP
3.3.2 BP学习算法及其改进方法37-41
神经网络故障诊断的方法与步骤41-4646-4747-71念47
3.4 本章小结
第4章 基于CLIPS的专家系统及其工作原理4.1 专家系统概述47-49
4.1.1 专家系统的概
4.2 专
4.1.2 专家系统的结构及工作过程47-49
4.2.1 产生式表示法
家系统的知识表示49-5450-52
4.2.2 框架表示法524.2.3 基于人工神经网络
的知识的表示52-5454-56
4.3 专家系统的诊断推理
4.3.2 基于
4.3.1 基于规则的诊断推理54-55
4.3.3 基于案例的诊断推理
模型的诊断推理5555-56
4.3.4 基于神经网络的诊断推理564.4 CLIPS
推理结构与语法构成56-604.4.1 CLIPS的基本组成与推理结
构56-574.4.2 CLIPS语法构成57-594.4.3 Rete模式
匹配算法59-60统开发60-6262-70
4.5 基于CLIPS的旋转机械故障诊断专家系4.6 基于CLIPS和VC++、JAVA的混合编程
4.6.2 动态链接
4.6.1 直接嵌入式混合编程63
库dll方式嵌入63-6565-70
4.6.3 基于CLIPS和Java混合编程
第5章 旋转机械故障诊断5.1 多级行星齿轮箱故障诊断5.1.1 齿轮故障诊断机理
4.7 本章小结70-71
专家系统的开发与实现71-81专家系统的总体结构71-7771-7373-7777-8081-8382-83
5.1.2 多级行星齿轮减速箱特征参数获取及诊断5.2 多级行星齿轮减速器故障诊断专家系统的实现5.3 本章小结80-816.1 全文总结81-82参考文献83-86
第6章 全文总结与展望6.2 研究展望致谢86-87
攻读硕士学
位期间发表的论文及参与的科研项目87-88