基于振动信号分析的煤矿主通风机故障诊断研究

发布时间：2017-10-08 13:08

  本文关键词：基于振动信号分析的煤矿主通风机故障诊断研究

  更多相关文章： 煤矿主通风机 故障诊断 时频分析 经验模态分解 特征提取 支持向量机 遗传算法

【摘要】：煤矿主通风机是矿井通风系统的核心设备,承担着井下作业点瓦斯、矿尘和污浊气体排放的重任,它的正常运转是企业安全生产的重要保障。因此,对其进行状态监测和故障诊断具有重要意义。本文以煤矿主通风机为研究背景,概述了故障诊断技术,分析了煤矿主通风机故障诊断技术的发展现状。针对煤矿主通风机的结构特点,研究分析了煤矿主通风机的故障机理,设计煤矿主通风机的振动信号采集系统。结合煤矿主通风机轴承部分和旋转体部分常见故障的故障机理,研究了基于煤矿主通风机振动信号分析的故障诊断方法。介绍和分析了传统时频分析方法在煤矿主通风机故障诊断中的应用及其局限性,这些传统时频方法主要包括窗口傅里叶变换、Wigner-Ville分布以及小波分析。传统的时频分析方法仍是基于傅里叶变换的信号分析方法,严格意义上只适于平稳信号的分析,不具备自适应性的特点。针对传统时频方法在非平稳信号分析中的不足,为了有效分析和提取煤矿主通风机的故障特征,采用希尔伯特黄变换对振动信号进行分析,并通过本征模态函数能量的方法提取出故障特征值。针对煤矿主通风机故障信号的特点,考虑到样本数量和诊断精度等因素,采用支持向量机的方法对煤矿主通风机进行状态识别,另外,为了提高分类器的训练速度和准确率,采用遗传算法对支持向量机进行参数优化。最后通过煤矿主通风机的故障信号的实例分析,验证该算法的有效性。
【关键词】：煤矿主通风机 故障诊断 时频分析 经验模态分解 特征提取 支持向量机 遗传算法
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD441
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 1 绪论15-22
• 1.1 课题研究的背景及意义15
• 1.2 煤矿主通风机故障诊断技术概述15-17
• 1.3 煤矿主通风机故障诊断技术的研究现状17-20
• 1.4 本文主要研究内容20-22
• 2 煤矿主通风机振动监测与故障机理分析22-32
• 2.1 煤矿主通风机振动信号的分类22
• 2.2 煤矿主通风机振动特性分析22-28
• 2.3 煤矿主通风机振动信号的采集与处理28-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 时频分析方法及其在煤矿主通风机故障诊断中的应用32-44
• 3.1 窗口傅里叶变换在煤矿主通风机故障诊断中的应用32-36
• 3.2 Wigner-Ville分布在煤矿主通在风机故障诊断中的应用36-40
• 3.3 小波分析在煤矿主通风机故障诊断中的应用40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 基于Hilbert-Huang变换的煤矿主通风机故障特征提取方法44-63
• 4.1 瞬时频率44-45
• 4.2 本征模态函数45-46
• 4.3 EMD方法的筛分过程46-49
• 4.4 Hilbert-Huang变换与小波分析方法的比较49-52
• 4.5 端点效应和模态混叠的处理52-56
• 4.6 基于EEMD的煤矿主通风机故障特征提取56-62
• 4.7 本章小结62-63
• 5 基于支持向量机的煤矿主通风机故障识别63-77
• 5.1 支持向量机理论63-68
• 5.2 支持向量机参数优化模型68-71
• 5.3 基于GA-SVM的煤矿主通风机故障状态识别71-76
• 5.4 本章小结76-77
• 6 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 作者简历83-85
• 学位论文数据集85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张宝红,邹爱英;在线条件下煤矿主通风机性能的测试和分析[J];风机技术;2003年03期

2 陈之帅;矿用主通风机风门的节能改造[J];矿山机械;2003年11期

3 张宝红;煤矿主通风机装置性能的测试及应用[J];煤矿机械;2003年04期

4 张步勤;关保生;王磊;;主通风机防腐减阻处理的尝试[J];矿山机械;2007年02期

5 乔海涛;;浅谈矿用主通风机的选型[J];煤矿机电;2008年06期

6 杨行;晁永飞;;主通风机风道的改造[J];煤炭技术;2009年10期

7 许睿;;关于《煤矿在用主通风机检验规范》在实际操作中应进一步修改完善的几点建议[J];山西煤炭;2010年09期

8 魏书华;王萍;;新型高效低噪叶片在主通风机中的应用[J];煤矿机械;2011年06期

9 陈海峰;;一种煤矿主通风机监控系统的设计[J];工矿自动化;2011年09期

10 倪圣功;;榆树井煤矿主通风机在线监测设计与实践[J];山东煤炭科技;2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 韩艳娟;宋建成;;基于信息融合技术的主通风机故障参数检测系统[A];煤矿自动化与信息化——第19届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

2 郭广生;郭申喜;王国保;刘志伟;牛灿辉;霍廷维;;煤矿主通风机自动化控制技术研究与应用[A];煤炭工业节能减排与循环经济发展论文集[C];2012年

3 马修峰;;变频技术在煤矿主通风机设计中的方案优化[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2011）[C];2011年

4 李占伟;魏晋宏;;基于OPC技术的煤矿主通风机监控系统[A];煤矿机电一体化新技术2011学术年会论文集[C];2011年

5 张玉杰;;S7-300在煤矿主通风机监控系统中的应用[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 吴新忠;煤矿主通风机通风失稳控制的研究与应用[D];中国矿业大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 李冲;煤矿主通风机振动信号特征提取技术的研究[D];中国矿业大学;2015年

2 贾腾;矿用变频主通风机性能及噪声实验研究[D];湖南科技大学;2015年

3 王洋;黄陵矿业公司二矿主通风机变频节能监控系统设计与应用[D];西安科技大学;2015年

4 位礼奎;基于振动信号分析的煤矿主通风机故障诊断研究[D];中国矿业大学;2016年

5 王明奎;煤矿用主通风机的振动特性研究[D];太原理工大学;2009年

6 温炳辉;基于LabVIEW的小波神经网络在煤矿主通风机状态监测中的应用研究[D];西安科技大学;2009年

7 王秀秀;矿用主通风机高压电动机机械故障诊断方法研究[D];太原理工大学;2014年

8 刘少荷;矿用主通风机自动化控制系统的研究[D];山东科技大学;2009年

，

本文编号：994185