风力机组齿轮箱传动系统多类故障诊断分类方法的研究

发布时间：2017-10-02 18:18

  本文关键词：风力机组齿轮箱传动系统多类故障诊断分类方法的研究

  更多相关文章： 行星齿轮传动系统 混沌特征参数 相关系数 信息融合 多测点 支持向量机 EMD AR模型 IMF分量

【摘要】：为了找到针对齿轮传动系统多类故障分类的有效方法,在不同测点对齿轮箱传动系统进行故障实验,获取振动信号。针对行星齿轮传动系统振动信号的非线性和非平稳性、故障特征信号难以提取等特点,分别从混沌特征信息融合与能量相关系数两个方面对风力机组齿轮传动系统的复杂微弱及耦合故障进行了综合分析与研究。首先对振动信号进行EMD分解得到IMF分量,再对得到的IMF分量建立AR模型得到自回归参数序列,进而对得到的自回归参数序列计算样本熵、关联维数、最大Lyapunov指数这3个混沌特征参数,将其作为故障辨识特征量,利用支持向量机对6种不同状态进行分类。结果表明：这种方法能在很大程度上提高故障分类准确率。分别获取正常状态及5种故障状态振动信号的不同IMF分量下的能量特征向量,计算同IMF分量不同故障状态振动信号的相关系数及不同IMF分量相同故障状态振动信号的相关系数。通过对比分析进而建立故障诊断模型,用12组待检信号对5种不同故障状态进行诊断,得到的结果与实际故障状态一致,验证了故障诊断模型的正确性。结果表明：利用多IMF分量信息的相关性可以有效地对不同状态进行诊断。
【关键词】：行星齿轮传动系统 混沌特征参数 相关系数 信息融合 多测点 支持向量机 EMD AR模型 IMF分量
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM315;TH132.41
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 风力机组齿轮箱传动系统故障诊断的研究现状和存在问题10-12
• 1.2.1 齿轮箱传动系统故障诊断的研究现状10-11
• 1.2.2 存在的问题11-12
• 1.3 论文的主要研究内容12-15
• 第二章 风力机组齿轮箱传动系统的分析15-29
• 2.1 风力机组齿轮箱传动系统的基本结构15-17
• 2.2 风力机组齿轮的常见故障17-18
• 2.3 齿轮故障的振动机理及特征18-25
• 2.3.1 齿轮故障的振动机理18-22
• 2.3.2 齿轮故障的振动特征22-25
• 2.4 滚动轴承故障的振动机理及特征25-28
• 2.4.1 滚动轴承故障的振动机理25-27
• 2.4.2 滚动轴承故障的振动特征27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 风力机组齿轮箱传动系统实验台的振动分析29-39
• 3.1 齿轮箱传动系统的振动测试29-31
• 3.1.1 测试系统及测试对象29-30
• 3.1.2 测点的选择及方向的布置30-31
• 3.2 故障零部件及故障状态的选择31-32
• 3.3 振动特征频率的计算32-34
• 3.4 振动信号的预处理34-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 应用AR模型的多参数与多测点信息融合的故障分类39-53
• 4.1 EMD分解39-40
• 4.2 AR模型40-41
• 4.2.1 应用EMD和AR模型的齿轮故障诊断方法40
• 4.2.2 AR(p)模型参数估计与检验准则40-41
• 4.3 混沌的定义及特征41-42
• 4.4 混沌特征参数的计算42-44
• 4.4.1 最大Lyapunov指数的计算42
• 4.4.2 关联维数的计算42-43
• 4.4.3 样本熵的计算43-44
• 4.5 对齿轮箱传动系统的混沌状态分析44-45
• 4.6 支持向量机的分类方法45
• 4.7 混沌特征参数的提取和融合分类模型的建立45-48
• 4.8 对6种不同状态的预测分类48-50
• 4.8.1 单测点对应Φ_i的单特征参数信息融合的故障分类48-49
• 4.8.2 多测点对应Φ_i的单特征参数信息融合的故障分类49-50
• 4.8.3 单测点对应Φ_i的多特征参数信息融合的故障分类50
• 4.8.4 多测点对应Φ_i的多特征参数信息融合的故障分类50
• 4.9 本章小结50-53
• 第五章 基于相关系数的齿轮传动系统的故障诊断53-65
• 5.1 特征能量及相关性的计算53-54
• 5.2 IMF分量的提取原则和不同状态相关系数的说明54-60
• 5.2.1 IMF分量的提取原则54-60
• 5.2.2 不同状态相关系数的说明60
• 5.3 建立故障诊断模型60-61
• 5.4 故障实例的分析61-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第六章 结论及展望65-67
• 参考文献67-71
• 发表论文和参加科研情况说明71-73
• 致谢73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 尤青青;博能大功率齿轮箱[J];工程机械;2004年11期

2 ;重齿增产风电齿轮箱[J];机械工程师;2005年06期

3 梁醒培;王豪;张锴锋;;大型齿轮箱结构分析与结构优化[J];机械设计与制造;2008年01期

4 ;杭州前进齿轮箱集团高速齿轮箱领域又获新突破[J];机械研究与应用;2009年05期

5 周长李;曹建国;李胜利;;阀门齿轮箱维护研究[J];管道技术与设备;2012年03期

6 胡惠雅;船用双速齿轮箱的研制[J];舰船科学技术;1979年09期

7 刘伯凯;;三速齿轮箱[J];渔业现代化;1981年03期

8 何成宗;手动齿轮箱用润滑油新配方[J];润滑与密封;1991年03期

9 孙自求;;我国最大功率的齿轮箱试制成功[J];机械科学与技术;1991年01期

10 ;《中国齿轮专业协会一届二次工作年会会议纪要》摘录[J];齿轮;1991年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王奉涛;李海峰;张亮;宋鲁涛;;高速齿轮箱性能检测系统的研制[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年

2 冯志鹏;褚福磊;;正则维数在齿轮状态监测中的应用研究[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年

3 滕伟;武鑫;高青风;柳亦兵;;风电齿轮箱振动信号的倒频谱分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

4 刘静;周凤星;;一种同步齿轮箱初始故障的在线监测与诊断装置的研究[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年

5 赵立超;陈长征;;基于神经网络的风电机齿轮箱振动信号的分析与应用[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年

6 林京;;脉冲性与周期性的利用——齿轮箱故障检测方法的内在联系[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年

7 赵海燕;陈棋;;风电机组齿轮箱的故障及其解决方案[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集（上）[C];2011年

8 何俊;杨世锡;甘春标;;受外部载荷激励的风机齿轮箱动力学建模及故障特征提取[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

9 熊黎;;风力发电齿轮箱换油方式的革命——一种全新的机械式换油方式[A];中国农机工业协会风能设备分会《风能产业》（2013年第11期）[C];2013年

10 Duka Kitaljevich;Richard Dupuis;Ming Lu;;风电齿轮箱状态监测[A];《风电技术》2013年02月第1期（总第37期）[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 方益波 张道生;好悬 杭齿轮箱谈合资险入“虎口”[N];经理日报;2006年

2 刘砦;杭齿将通过技改扩大齿轮箱产能[N];中国船舶报;2007年

3 王佑;首家“齿轮”股下月将赴港上市[N];第一财经日报;2007年

4 秦宵喊;南京高齿冲刺全球风电齿轮箱前三强[N];南京日报;2007年

5 益直;GE与第一能源集团开展风能合作[N];中国工业报;2009年

6 卢琼玉;杭齿制成世界先进水平船用齿轮箱[N];中国工业报;2009年

7 陈生华;南京高精研发出大功率非标齿轮箱[N];中国船舶报;2010年

8 细化;“常州长浪”推出异向平双低速高扭齿轮箱[N];中国包装报;2010年

9 徐同生;张庄咬定亿元目标谋求经济突破[N];江苏经济报;2009年

10 本报通讯员 周岚;他装的齿轮箱会“唱歌”[N];中国民航报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郭远晶;面向风电齿轮箱的角域振动信号处理与故障诊断方法研究[D];浙江大学;2015年

2 韩龙;风力齿轮箱轴承故障的AE信号特征提取与诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

3 庄磊;电子齿轮箱关键控制技术及其应用研究[D];南京航空航天大学;2001年

4 王新晴;齿轮箱不解体诊断技术研究[D];天津大学;1998年

5 徐向阳;柔性销轴式风电齿轮箱动力学研究[D];重庆大学;2012年

6 田晓青;柔性电子齿轮箱设计及精度控制方法研究[D];合肥工业大学;2014年

7 魏秀业;基于粒子群优化的齿轮箱智能故障诊断研究[D];中北大学;2009年

8 刘强;大型矿用齿轮箱运行模态识别与结构动力模型修正研究[D];辽宁工程技术大学;2013年

9 李蓉;齿轮箱复合故障诊断方法研究[D];湖南大学;2013年

10 张立勇;大型风电齿轮箱均载性能研究及优化[D];机械科学研究总院;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张震;基于虚实混合的齿轮箱体动力学建模与分析[D];长安大学;2015年

2 袁文东;标准动车组齿轮箱箱体强度分析与寿命预测[D];北京交通大学;2016年

3 王威;兆瓦级风电齿轮箱齿轮热—结构耦合及疲劳寿命研究[D];浙江理工大学;2016年

4 徐志平;行星齿轮箱全息故障诊断[D];中国石油大学(华东);2014年

5 邹丽;双馈式风力发电机齿轮箱的动态特性分析[D];太原理工大学;2016年

6 张雨;高速动车齿轮箱内部流场与密封系统的数值研究[D];西南交通大学;2016年

7 李莹;计及工况的风电齿轮箱性能退化及状态评估[D];上海电机学院;2016年

8 陈川;风电齿轮箱传动系统振动及可靠性分析[D];兰州理工大学;2016年

9 黄鹏;大型风电齿轮箱系统模态分析[D];华中科技大学;2014年

10 潘俊;高速列车驱动齿轮箱油浴润滑内流场数值分析[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：961110