工程机械远程故障诊断中的数据处理技术研究

发布时间：2017-06-05 16:36

  本文关键词：工程机械远程故障诊断中的数据处理技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的发展，现代工程机械的智能化、自动化、集成化水平都在不断提升，由于其工作环境恶劣，且自身工作机理复杂多样，极易导致故障发生，严重影响生产运营效率，所以对工程机械进行远程故障监测和诊断具有重大的实际意义。在工程机械远程故障诊断系统中，数据是决策、诊断的依据，对数据进行有效处理至关重要：一方面，将数据从现场设备传输到诊断中心时，，为了保证数据的高效传输，避免数据丢失或被篡改，同时减小数据的存储空间，需要选择合适的方法对数据进行压缩、加密和传输；另一方面，在诊断中心进行故障诊断时，为了避免故障状态量过于单一而导致诊断结果不可靠、不准确，需要利用多传感器信息融合技术融合多源信息，进行综合决策。 在研究物联网体系结构的基础上，根据工程机械远程故障诊断系统的实际需求，设计了基于物联网的工程机械远程故障诊断的体系架构，研究了网络层和应用层相关的数据处理技术。 在数据压缩方面，提出了一种基于Huffman编码的处理二进制流数据的改进压缩算法，该算法将二进制流按位长分组，以分组单元作为压缩处理单元，统计每种分组情况下二进制码的出现频率，用堆排序法构建Huffman树后进行编码，再从压缩比中选出最小值对应的分组位长，对其编码实现最优压缩。堆排序算法的引入减小了压缩算法的复杂度，提高了系统的响应时间。在数据加密方面，采用了原理简单、技术成熟的RC4流加密算法；在数据传输方面，采用了Socket通信机制进行数据传输。最终，在VC++环境下，实现了对液压泵球头松动故障时三个方向振动加速度数据的安全、可靠传输。 在应用层判断故障方面，在研究多传感器信息融合技术的基础上，从证据源本身入手，提出了一种基于权重的D-S证据理论改进算法，克服了D-S证据理论处理高冲突证据的不足。通过算例仿真表明，改进算法能高效处理冲突证据，且比其他改进算法收敛速度更快，融合结果也更理想。运用该算法将液压泵泵壳上三个方向的振动信号和外泄口温度信号的特征信息融合判断，最终准确判断出了液压泵的故障。
【关键词】：物联网 故障诊断 Huffman压缩算法 RC4流加密 Socket通信 D-S证据理论
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 选题背景及意义10
• 1.2 工程机械远程故障诊断中数据处理的关键技术10-12
• 1.3 数据处理技术的研究现状12-15
• 1.3.1 数据压缩12-13
• 1.3.2 数据加密13-14
• 1.3.3 数据传输14
• 1.3.4 多传感器信息融合14-15
• 1.4 论文的主要内容与结构安排15-18
• 第二章 工程机械远程故障诊断系统体系架构研究18-28
• 2.1 基于物联网的工程机械远程故障诊断系统的体系架构18-20
• 2.1.1 物联网的体系结构18-19
• 2.1.2 工程机械远程故障诊断系统的物联网体系架构19-20
• 2.2 体系架构中的数据处理技术20-26
• 2.2.1 数据压缩技术20-21
• 2.2.2 RC4 流加密技术21-23
• 2.2.3 基于 TCP 协议的 Socket 数据传输技术23-24
• 2.2.4 多传感器信息融合技术24-26
• 2.3 本章小节26-28
• 第三章 基于 Huffman 编码的二进制流数据压缩算法研究28-36
• 3.1 Huffman 压缩编码28-30
• 3.1.1 Huffman 编码概述28-29
• 3.1.2 Huffman 编码基本原理29-30
• 3.2 一种基于 Huffman 编码的处理二进制流的改进算法30-34
• 3.2.1 二进制流的 Huffman 压缩30-31
• 3.2.2 堆排序法构造 Huffman 树31-32
• 3.2.3 算例仿真分析32-34
• 3.3 液压泵振动数据的压缩34
• 3.4 本章小节34-36
• 第四章 工程机械远程故障诊断中数据传输的实现36-44
• 4.1 数据传输帧格式定义36
• 4.2 相关成员函数的封装36-37
• 4.3 创建服务器端程序37
• 4.4 创建客户端程序37-38
• 4.5 客户端数据传输的实现38-39
• 4.6 服务器端接收数据的实现39-41
• 4.7 本章小节41-44
• 第五章 基于 D-S 证据理论的数据融合算法研究44-60
• 5.1 D-S 证据理论概述44-47
• 5.1.1 D-S 理论的基本定义44-45
• 5.1.2 D-S 证据理论的组合规则45-47
• 5.2 D-S 组合规则的不足47-48
• 5.2.1 一般冲突问题47
• 5.2.2 一票否决问题47
• 5.2.3 鲁棒性问题47-48
• 5.3 D-S 证据理论改进方案48-57
• 5.3.1 已有改进方案概述48-49
• 5.3.2 一种有效处理冲突证据的 D-S 改进算法49-52
• 5.3.3 应用算例分析及比较52-57
• 5.4 基于改进 D-S 算法的液压泵故障诊断实例57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-68
• 致谢68-70
• 攻读硕士期间所发表的论文70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 饶泓;基于多源信息融合与Rough集理论的液压机故障诊断方法研究[D];南昌大学;2009年

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本文编号：424137