离心泵空化状态识别方法研究与实现
发布时间：2021-02-22 13:11
本文的研究是在国家“十三五”重点研发计划（2016YFF0203301）和国家自然科学基金（51779106）的资助下开展的。空化是水力机械的“癌症”,不但会影响水力机械性能,诱发振动和噪声,甚至还会导致过流部件遭到腐蚀破坏。为了防止空化发展造成进一步的破坏,应准确对离心泵空化状态进行识别。空化状态识别不仅能防止离心泵长期运行于空化状态而影响机组性能,还有助于实现预测性维修。本文以离心泵为研究对象,通过试验研究了信号在不同空化阶段的变化规律,提出了基于单一特征值给定阈值和基于多分辨率多测点信息融合的空化状态识别方法,并开发了离心泵空化状态识别系统。本文主要内容及成果如下:1.阐述了离心泵空化产生机理及危害,系统地总结了国内外空化状态识别方法研究现状,比较了不同空化监测方法的优缺点,分析了适用于离心泵空化状态识别的信号特征提取及模式识别方法,并对现有离心泵空化状态识别系统做了较为全面的概括。2.对离心泵不同空化状态下进口空泡分布、外特性、压力脉动、液载噪声与振动信号进行同步采集,分析其变化规律,提出了基于压力脉动、液载噪声、振动信号时域及频域信号单一特征值给定阈值的空化状态识别方法,并对...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 离心泵空化产生机理及危害
1.2.2 离心泵空化监测方法研究现状
1.2.3 离心泵空化信号特征提取方法研究现状
1.2.4 离心泵空化模式识别方法研究现状
1.2.5 离心泵空化监测系统研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 离心泵空化信号特性分析及阈值确定
2.1 试验装置及方案
2.1.1 试验对象
2.1.2 试验装置
2.1.3 试验方案
2.2 试验不确定度分析
2.2.1 随机不确定度
2.2.2 系统不确定度
2.2.3 综合不确定度
2.3 基本性能试验分析
2.3.1 性能结果分析
2.3.2 高速摄影结果分析
2.4 压力脉动信号分析
2.4.1 压力脉动信号时域分析
2.4.2 压力脉动信号频域分析
2.5 液载噪声信号分析
2.5.1 液载噪声信号时域分析
2.5.2 液载噪声信号频域分析
2.6 振动信号分析
2.6.1 振动信号时域分析
2.6.2 振动信号频域分析
2.7 不同空化状态识别方法敏感性分析
2.8 本章小结
第三章 离心泵空化状态识别方法研究
3.1 单测点空化状态识别
3.1.1 单测点空化状态识别模型
3.1.2 空化状态标定
3.1.3 小波阈值降噪
3.1.4 小波包时频域分析
3.1.5 时频域统计特征提取
3.1.6 主成分分析法降维
3.1.7 RBF神经网络模式识别
3.1.8 抗干扰性分析
3.2 多测点空化状态识别
3.2.1 信息融合算法简介
3.2.2 基于RBF神经网络的特征级融合
3.2.3 基于D-S证据理论的决策级融合
3.2.4 特征级和决策级融合方法的比较
3.3 多故障及并发状态识别
3.3.1 叶片折损和口环磨损单一故障状态识别
3.3.2 基于倍频带的多故障并发状态识别
3.4 本章小结
第四章 离心泵空化状态识别系统开发
4.1 系统总体设计
4.2 系统硬件设计
4.2.1 传感器选型
4.2.2 采集模块选型
4.2.3 电控箱设计
4.3 系统软件开发
4.3.1 虚拟仪器技术和软件开发平台
4.3.2 软件结构设计
4.3.3 参数设置
4.3.4 软硬件通讯设计
4.3.5 试验模块设计
4.3.6 信号处理与诊断模块设计
4.3.7 在线监测模块设计
4.3.8 报表及数据库模块设计
4.3.9 程序发布
4.4 系统调试运行
4.4.1 测量精度分析
4.4.2 空化识别精度分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果
一、发表学术论文
二、申请专利
三、软件著作权登记
四、参与科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的泵性能测试系统设计与开发[J]. 董亮,吴侃,刘厚林,代翠,徐海良. 流体机械. 2018(11)
[2]基于LabView与SQL Server的检测报告生成系统的设计与实现[J]. 刘雄,王军,琚格格,刘红. 舰船电子工程. 2018(05)
[3]非定常空化流动研究现状与进展[J]. 黄彪,吴钦,王国玉. 排灌机械工程学报. 2018(01)
[4]新证据冲突衡量标准下的证据二次修正组合[J]. 曹洁,冯锋,王进花. 自动化与仪表. 2017(09)
[5]基于深度学习的离心泵空化状态识别[J]. 曹玉良,明廷锋,贺国,苏永生. 西安交通大学学报. 2017(11)
[6]部分负荷工况下水泵水轮机的空化特性[J]. 李琪飞,刘超,王源凯. 排灌机械工程学报. 2017(08)
[7]带可调式前置导叶轴流泵空化性能试验[J]. 郭志伟,潘静也,钱忠东,程千. 农业机械学报. 2017(10)
[8]基于多点噪声分析的离心泵早期汽蚀故障诊断[J]. 周云龙,吕远征. 振动与冲击. 2017(07)
[9]液力减速器模型空化特性数值模拟及试验研究[J]. 董亮,肖佳伟,明加意,刘厚林. 排灌机械工程学报. 2017(01)
[10]基于数据融合技术的船舶信息传输系统研究与设计[J]. 种景,陈旭,李晴瑜. 江苏科技信息. 2016(16)
博士论文
[1]水力装置空化空蚀数值计算与试验研究[D]. 王健.江苏大学 2015
[2]离心泵叶片前缘空化非定常流动机理及动力学特性研究[D]. 李晓俊.江苏大学 2013
[3]液压节流阀中的空化流动与噪声[D]. 陆亮.浙江大学 2012
[4]离心泵空化及其诱导振动噪声研究[D]. 王勇.江苏大学 2011
[5]液压泵阀空蚀特性的研究[D]. 刘晓红.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]离心泵内空化流动不稳定性及其控制研究[D]. 赵国寿.兰州理工大学 2018
[2]离心泵空化判定及其流声特性研究[D]. 赵宇琪.江苏大学 2018
[3]基于信息融合技术的螺杆泵故障诊断系统的研究[D]. 李华.杭州电子科技大学 2018
[4]基于信息融合的发动机故障诊断研究[D]. 曹亚鹏.哈尔滨理工大学 2017
[5]基于云平台的风电机组传动系统状态监测系统研究[D]. 闵青焱.重庆大学 2017
[6]基于小波变换/分数阶傅里叶变换的声自导方法研究[D]. 许传.中国舰船研究院 2017
[7]信任函数逼近的探究与应用[D]. 黄梅.江西师范大学 2016
[8]基于多传感器数据融合的液压泵故障诊断[D]. 苏向阳.太原科技大学 2016
[9]基于D-S证据理论的融合算法及其在交通事件检测中的应用[D]. 田佳霖.长安大学 2016
[10]泵站机组状态评价与故障分析方法研究及软件开发[D]. 张祺.扬州大学 2016
本文编号：3046045
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 离心泵空化产生机理及危害
1.2.2 离心泵空化监测方法研究现状
1.2.3 离心泵空化信号特征提取方法研究现状
1.2.4 离心泵空化模式识别方法研究现状
1.2.5 离心泵空化监测系统研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 离心泵空化信号特性分析及阈值确定
2.1 试验装置及方案
2.1.1 试验对象
2.1.2 试验装置
2.1.3 试验方案
2.2 试验不确定度分析
2.2.1 随机不确定度
2.2.2 系统不确定度
2.2.3 综合不确定度
2.3 基本性能试验分析
2.3.1 性能结果分析
2.3.2 高速摄影结果分析
2.4 压力脉动信号分析
2.4.1 压力脉动信号时域分析
2.4.2 压力脉动信号频域分析
2.5 液载噪声信号分析
2.5.1 液载噪声信号时域分析
2.5.2 液载噪声信号频域分析
2.6 振动信号分析
2.6.1 振动信号时域分析
2.6.2 振动信号频域分析
2.7 不同空化状态识别方法敏感性分析
2.8 本章小结
第三章 离心泵空化状态识别方法研究
3.1 单测点空化状态识别
3.1.1 单测点空化状态识别模型
3.1.2 空化状态标定
3.1.3 小波阈值降噪
3.1.4 小波包时频域分析
3.1.5 时频域统计特征提取
3.1.6 主成分分析法降维
3.1.7 RBF神经网络模式识别
3.1.8 抗干扰性分析
3.2 多测点空化状态识别
3.2.1 信息融合算法简介
3.2.2 基于RBF神经网络的特征级融合
3.2.3 基于D-S证据理论的决策级融合
3.2.4 特征级和决策级融合方法的比较
3.3 多故障及并发状态识别
3.3.1 叶片折损和口环磨损单一故障状态识别
3.3.2 基于倍频带的多故障并发状态识别
3.4 本章小结
第四章 离心泵空化状态识别系统开发
4.1 系统总体设计
4.2 系统硬件设计
4.2.1 传感器选型
4.2.2 采集模块选型
4.2.3 电控箱设计
4.3 系统软件开发
4.3.1 虚拟仪器技术和软件开发平台
4.3.2 软件结构设计
4.3.3 参数设置
4.3.4 软硬件通讯设计
4.3.5 试验模块设计
4.3.6 信号处理与诊断模块设计
4.3.7 在线监测模块设计
4.3.8 报表及数据库模块设计
4.3.9 程序发布
4.4 系统调试运行
4.4.1 测量精度分析
4.4.2 空化识别精度分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果
一、发表学术论文
二、申请专利
三、软件著作权登记
四、参与科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的泵性能测试系统设计与开发[J]. 董亮,吴侃,刘厚林,代翠,徐海良. 流体机械. 2018(11)
[2]基于LabView与SQL Server的检测报告生成系统的设计与实现[J]. 刘雄,王军,琚格格,刘红. 舰船电子工程. 2018(05)
[3]非定常空化流动研究现状与进展[J]. 黄彪,吴钦,王国玉. 排灌机械工程学报. 2018(01)
[4]新证据冲突衡量标准下的证据二次修正组合[J]. 曹洁,冯锋,王进花. 自动化与仪表. 2017(09)
[5]基于深度学习的离心泵空化状态识别[J]. 曹玉良,明廷锋,贺国,苏永生. 西安交通大学学报. 2017(11)
[6]部分负荷工况下水泵水轮机的空化特性[J]. 李琪飞,刘超,王源凯. 排灌机械工程学报. 2017(08)
[7]带可调式前置导叶轴流泵空化性能试验[J]. 郭志伟,潘静也,钱忠东,程千. 农业机械学报. 2017(10)
[8]基于多点噪声分析的离心泵早期汽蚀故障诊断[J]. 周云龙,吕远征. 振动与冲击. 2017(07)
[9]液力减速器模型空化特性数值模拟及试验研究[J]. 董亮,肖佳伟,明加意,刘厚林. 排灌机械工程学报. 2017(01)
[10]基于数据融合技术的船舶信息传输系统研究与设计[J]. 种景,陈旭,李晴瑜. 江苏科技信息. 2016(16)
博士论文
[1]水力装置空化空蚀数值计算与试验研究[D]. 王健.江苏大学 2015
[2]离心泵叶片前缘空化非定常流动机理及动力学特性研究[D]. 李晓俊.江苏大学 2013
[3]液压节流阀中的空化流动与噪声[D]. 陆亮.浙江大学 2012
[4]离心泵空化及其诱导振动噪声研究[D]. 王勇.江苏大学 2011
[5]液压泵阀空蚀特性的研究[D]. 刘晓红.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]离心泵内空化流动不稳定性及其控制研究[D]. 赵国寿.兰州理工大学 2018
[2]离心泵空化判定及其流声特性研究[D]. 赵宇琪.江苏大学 2018
[3]基于信息融合技术的螺杆泵故障诊断系统的研究[D]. 李华.杭州电子科技大学 2018
[4]基于信息融合的发动机故障诊断研究[D]. 曹亚鹏.哈尔滨理工大学 2017
[5]基于云平台的风电机组传动系统状态监测系统研究[D]. 闵青焱.重庆大学 2017
[6]基于小波变换/分数阶傅里叶变换的声自导方法研究[D]. 许传.中国舰船研究院 2017
[7]信任函数逼近的探究与应用[D]. 黄梅.江西师范大学 2016
[8]基于多传感器数据融合的液压泵故障诊断[D]. 苏向阳.太原科技大学 2016
[9]基于D-S证据理论的融合算法及其在交通事件检测中的应用[D]. 田佳霖.长安大学 2016
[10]泵站机组状态评价与故障分析方法研究及软件开发[D]. 张祺.扬州大学 2016
本文编号：3046045
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3046045.html
