基于分形理论的离心泵早期故障诊断研究
发布时间：2021-09-29 08:48
离心泵是众多工业生产系统中的关键设备,一旦发生故障,轻则影响生产,重则造成严重的生产事故,因此开展早期故障诊断具有重要的意义。近年来,国内外学者开始对该课题进行研究。将分形理论应用于机械系统故障诊断领域,是近年来国内外学术界研究的热点之一。本文首次将分形理论和小波分析联合应用于离心泵工况监测领域,提出了一种基于分形理论的离心泵早期故障诊断方法。本文主要研究工作和研究结果如下:1.较详细综述了国内外相关文献,分析了离心泵机械故障诊断的研究意义、现状和难点。论文搭建了离心泵振动加速度信号采集实验装置。基于振动信号实现离心泵早期故障诊断的主要困难有两点:一是信号特征和故障之间是复杂的非线性关系;二是故障早期信号微弱,加之存在受外强迫和测量误差等因素影响,特征参数难以提取。2.基于非线性时间序列动力学互相关因子指数分析方法,结合旋转机械运行特点,引入振动信号均方值,提出了一种改进动力结构突变点检测方法—动力学因子指数分割改进算法。通过理想时间序列,验证了所提方法检测动力结构突变的有效性。以CWRU轴承试验数据为例,将所提方法应用于轴承工况监视数据动力学异同性分析,结果表明负载变化对轴承系统运行...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本课题研究背景、目的及意义
1.2 基于振动信号分析的故障诊断研究现状
1.3 基于振动信号分析的早期故障诊断现状
1.4 离心泵早期故障诊断存在问题
1.5 分形理论在故障诊断中应用现状
1.6 本文主要研究内容
第二章 实验装置及离心泵常见机械故障
2.1 实验装置与测试系统
2.1.1 水泵综合实验台
2.1.2 水泵振动测试系统构成
2.2 离心泵常见机械故障的机理和特征
2.2.1 转子故障
2.2.2 轴承故障
2.2.3 联轴器故障
2.2.4 常见故障特征总结
第三章 基于动力学相似性分析的旋转机械故障突变点检测研究
3.1 引言
3.2 分形理论基础概述
3.2.1 相空间重构
3.2.2 关联积分
3.3 时间序列相似性分割方法
3.3.1 动力学相关因子指数算法
3.3.2 动力学相关因子指数改进算法
3.3.3 分割算法构造
3.4 时间序列的构建和检测
3.4.1 理想时间序列的构建和检测
3.4.2 噪声对检测的影响
3.5 实验分析
3.5.1 正常状态振动数据分析
3.5.2 早期故障状态振动数据分析
3.6 本章小结
第四章 基于分形理论和小波分析的离心泵早期故障诊断研究
4.1 引言
4.2 分形理论和小波分析应用于早期故障诊断基本原理
4.2.1 广义维数谱
4.2.2 小波分析基础理论
4.2.3 分形理论和小波分析应用于早期故障诊断基本原理
4.3 实验分析
4.3.1 轴承测试数据分析
4.3.2 水泵测试数据分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 进一步研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的相关论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]确定相空间重构嵌入维数的研究[J]. 刘树勇,朱石坚,俞翔. 哈尔滨工程大学学报. 2008(04)
[2]泵类流体机械研究进展与展望[J]. 袁寿其,刘厚林. 排灌机械. 2007(06)
[3]离心泵常见故障的诊断[J]. 卢军民,刘照,荀杰. 煤矿机械. 2007(06)
[4]泵的故障诊断研究综述[J]. 王凯,张永祥,李军. 水泵技术. 2007(01)
[5]一种基于提升小波变换的故障特征提取方法及其应用[J]. 段晨东,何正嘉. 振动与冲击. 2007(02)
[6]基于多模型估计的转子裂纹故障诊断方法[J]. 荆建平,张传斌,孟光. 汽轮机技术. 2007(01)
[7]基于提升小波包变换和集成支持矢量机的早期故障智能诊断[J]. 胡桥,何正嘉,张周锁,訾艳阳,雷亚国. 机械工程学报. 2006(08)
[8]非线性时间序列的动力结构突变检测的研究[J]. 龚志强,封国林,董文杰,李建平. 物理学报. 2006(06)
[9]生产过程故障诊断方法研究现状及展望[J]. 邓晓刚,田学民. 石油大学学报(自然科学版). 2005(06)
[10]早期裂纹故障预示中的高精度小波有限元算法[J]. 陈雪峰,何正嘉,李兵,向家伟. 中国科学E辑:工程科学 材料科学. 2005(11)
博士论文
[1]基于小波与分形理论的斜拉桥健康监测系统研究[D]. 姚昌荣.西南交通大学 2008
[2]维修决策模型和方法的理论与应用研究[D]. 王凌.浙江大学 2007
[3]基于小波和分形理论的齿轮故障特征提取及噪声的和谐化研究[D]. 王春.重庆大学 2006
[4]基于支持向量机的旋转机械故障诊断[D]. 赵冲冲.西北工业大学 2003
[5]HMM动态模式识别理论、方法以及在旋转机械故障诊断中的应用[D]. 冯长建.浙江大学 2002
硕士论文
[1]旋转机械转子早期故障诊断方法的研究[D]. 陈超.华北电力大学（河北） 2007
[2]离心泵的故障诊断方法及故障评定[D]. 尹成红.大庆石油学院 2005
[3]离心输油泵故障诊断专家系统[D]. 邓绍更.江苏大学 2003
本文编号：3413421
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本课题研究背景、目的及意义
1.2 基于振动信号分析的故障诊断研究现状
1.3 基于振动信号分析的早期故障诊断现状
1.4 离心泵早期故障诊断存在问题
1.5 分形理论在故障诊断中应用现状
1.6 本文主要研究内容
第二章 实验装置及离心泵常见机械故障
2.1 实验装置与测试系统
2.1.1 水泵综合实验台
2.1.2 水泵振动测试系统构成
2.2 离心泵常见机械故障的机理和特征
2.2.1 转子故障
2.2.2 轴承故障
2.2.3 联轴器故障
2.2.4 常见故障特征总结
第三章 基于动力学相似性分析的旋转机械故障突变点检测研究
3.1 引言
3.2 分形理论基础概述
3.2.1 相空间重构
3.2.2 关联积分
3.3 时间序列相似性分割方法
3.3.1 动力学相关因子指数算法
3.3.2 动力学相关因子指数改进算法
3.3.3 分割算法构造
3.4 时间序列的构建和检测
3.4.1 理想时间序列的构建和检测
3.4.2 噪声对检测的影响
3.5 实验分析
3.5.1 正常状态振动数据分析
3.5.2 早期故障状态振动数据分析
3.6 本章小结
第四章 基于分形理论和小波分析的离心泵早期故障诊断研究
4.1 引言
4.2 分形理论和小波分析应用于早期故障诊断基本原理
4.2.1 广义维数谱
4.2.2 小波分析基础理论
4.2.3 分形理论和小波分析应用于早期故障诊断基本原理
4.3 实验分析
4.3.1 轴承测试数据分析
4.3.2 水泵测试数据分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 进一步研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的相关论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]确定相空间重构嵌入维数的研究[J]. 刘树勇,朱石坚,俞翔. 哈尔滨工程大学学报. 2008(04)
[2]泵类流体机械研究进展与展望[J]. 袁寿其,刘厚林. 排灌机械. 2007(06)
[3]离心泵常见故障的诊断[J]. 卢军民,刘照,荀杰. 煤矿机械. 2007(06)
[4]泵的故障诊断研究综述[J]. 王凯,张永祥,李军. 水泵技术. 2007(01)
[5]一种基于提升小波变换的故障特征提取方法及其应用[J]. 段晨东,何正嘉. 振动与冲击. 2007(02)
[6]基于多模型估计的转子裂纹故障诊断方法[J]. 荆建平,张传斌,孟光. 汽轮机技术. 2007(01)
[7]基于提升小波包变换和集成支持矢量机的早期故障智能诊断[J]. 胡桥,何正嘉,张周锁,訾艳阳,雷亚国. 机械工程学报. 2006(08)
[8]非线性时间序列的动力结构突变检测的研究[J]. 龚志强,封国林,董文杰,李建平. 物理学报. 2006(06)
[9]生产过程故障诊断方法研究现状及展望[J]. 邓晓刚,田学民. 石油大学学报(自然科学版). 2005(06)
[10]早期裂纹故障预示中的高精度小波有限元算法[J]. 陈雪峰,何正嘉,李兵,向家伟. 中国科学E辑:工程科学 材料科学. 2005(11)
博士论文
[1]基于小波与分形理论的斜拉桥健康监测系统研究[D]. 姚昌荣.西南交通大学 2008
[2]维修决策模型和方法的理论与应用研究[D]. 王凌.浙江大学 2007
[3]基于小波和分形理论的齿轮故障特征提取及噪声的和谐化研究[D]. 王春.重庆大学 2006
[4]基于支持向量机的旋转机械故障诊断[D]. 赵冲冲.西北工业大学 2003
[5]HMM动态模式识别理论、方法以及在旋转机械故障诊断中的应用[D]. 冯长建.浙江大学 2002
硕士论文
[1]旋转机械转子早期故障诊断方法的研究[D]. 陈超.华北电力大学（河北） 2007
[2]离心泵的故障诊断方法及故障评定[D]. 尹成红.大庆石油学院 2005
[3]离心输油泵故障诊断专家系统[D]. 邓绍更.江苏大学 2003
本文编号：3413421
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3413421.html
