基于分形理论的液压系统故障诊断技术研究

发布时间：2022-02-15 04:33

　　分形是一门新的学科，它特别适用于分析复杂系统，而把分形理论应用于机械系统的故障诊断领域，是近年来国际学术界的新动向。可以采用分形理论分析机械系统的状态信号，从中提取出分形维数作为特征信息，与故障档案进行比较，从而实现机械设备的故障诊断。 本文首先对液压系统故障诊断技术的研究现状进行了综述性回顾，以故障特征提取为切入点，提出了分形用于液压系统故障诊断的新方法。然后，分别介绍了液压系统故障的复杂性理论和分形理论，并对液压系统中的各种状态信号进行了分析。在这些基础上，研究了基于分形的液压系统故障诊断的方法及流程，提出了其诊断模型。 本文以液压泵源系统为研究对象，运用分形理论对其进行故障诊断的仿真研究和实验研究，其中包括仿真模型的建立、实验系统的设计、数据的采集、特征参数的提取等。结果显示，液压泵壳体振动信号和管道压力信号在一定尺度范围内具有分形特征，不同工作(故障)状态下的液压泵壳体振动信号和管道压力信号的关联维数是不同的，具有明显可分性。关联维数对设备故障比较敏感，能够反映系统的动态特性。因此，关联维数作为液压设备故障诊断的敏感因子是可行的。这种方法简单、直观、易行，大大克服传... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的提出、意义
        1.1.1 问题的提出
        1.1.2 课题的意义
    1.2 液压系统故障诊断技术综述
        1.2.1 液压故障诊断的一般概述
        1.2.2 液压系统故障诊断技术研究现状
        1.2.3 液压系统故障诊断技术发展趋势
    1.3 分形理论的发展及研究现状
        1.3.1 分形理论及其发展概况
        1.3.2 分形理论的特征
        1.3.3 分形理论在故障诊断中的应用
    1.4 论文的主要研究内容
第2章 液压系统故障的复杂性理论
    2.1 故障形式
    2.2 失效模式
    2.3 液压系统的非线性特性
        2.3.1 连续非线性环节
        2.3.2 不连续非线性环节
    2.4 液压系统故障的复杂性
第3章 分形基础
    3.1 分形理论概述
        3.1.1 分形概述
        3.1.2 分形及其维数的理解
    3.2 分形理论的基本内容
        3.2.1 自相似性
        3.2.2 标度不变性
        3.2.3 维数
    3.3 分形维数的计算方法
        3.3.1 变尺度法
        3.3.2 Box-counting(计盒)法
        3.3.3 重构相空间法
    3.4 分形的发展前景
第4章 液压系统状态信号分析
    4.1 状态信号的选择原则
    4.2 液压系统运行中各信号的分析
        4.2.1 油液
        4.2.2 温度
        4.2.3 压力与流量
        4.2.4 振动和噪声
    4.3 振动、压力、流量信号的分形特征
        4.3.1 振动信号的分形特征
        4.3.2 压力和流量信号的分形特征
第5章 分形理论用于故障诊断的方法
    5.1 特征参数--分形维数的提取
        5.1.1 关联维数的计算
        5.1.2 实际求解中的相关处理
    5.2 关联维数计算过程中参数的选择
        5.2.1 嵌入维数m的选取
        5.2.2 延迟时间τ的选取
        5.2.3 数据长度N的选取
    5.3 信号的去噪
        5.3.1 小波分解与重构
        5.3.2 小波去噪方法
第6章 液压泵故障的分形诊断仿真研究与实验研究
    6.1 液压泵壳体振动
    6.2 液压泵壳体振动模型
    6.3 液压泵故障的分形诊断的仿真研究及结果分析
    6.4 液压泵故障的分形诊断的实验研究及实验数据分析
        6.4.1 实验装置(系统图)
        6.4.2 故障设置
        6.4.3 实验数据采集处理分析
    6.5 仿真和实验研究结论
第7章 结论与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 进一步研究工作的展望
攻读学位期间公开发表的论文
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊故障树理论在液压系统故障诊断中的应用[J]. 戴智华,易建钢,陈新元.  机床与液压. 2002(05)
[2]基于BP神经网络的液压系统故障诊断专家系统[J]. 江丽,甄少华.  机床与液压. 2002(04)
[3]液压系统故障诊断专家系统[J]. 张荣沂,苏群,李洪志,孟兆生.  工程机械. 2002(07)
[4]振动分析在液压实验故障诊断中的应用[J]. 崔钦华,梁彦伟.  洛阳工业高等专科学校学报. 2002(01)
[5]液压系统油液压力非插入式测量的新方法[J]. 于凤,崔玉亮,靳世久,李兆庆.  仪器仪表学报. 2001(05)
[6]基于模糊神经网络的液压系统故障诊断方法[J]. 王益群,高英杰,孔祥东.  液压气动与密封. 2001(05)
[7]液压系统压力脉动的机理[J]. 祁仁俊.  同济大学学报(自然科学版). 2001(09)
[8]内燃机振动信号的混沌分形特性研究[J]. 夏勇,张振仁,商斌梁.  振动与冲击. 2001(02)
[9]基于分形几何的信号特征提取技术及其应用研究[J]. 张萍,欧阳光耀.  海军工程大学学报. 2001(01)
[10]分形理论及其在机械工程中的应用[J]. 陈新,黄洪钟,黄文培,姚新胜.  机械科学与技术. 2000(05)



本文编号：3625925