基于信息融合的医疗设备机械故障诊断系统的研究与开发
发布时间：2021-06-14 09:25
医疗设备机械故障诊断系统包括对设备的故障诊断、日常检修以及管理,可以协助设备管理员和维修人员掌握设备的动态信息。本文以提高维修人员对设备机械故障的诊断成功率,分析研究了粒子群优化算法、BP神经网络以及信息融合在医疗设备的机械故障中的应用,设计并开发了医疗设备机械故障诊断系统,以提升机械故障诊断的精确度,协助维修人员对设备故障做出进一步的判断。利用UCI的设备信号数据集对实验进行了验证,本文主要的研究内容如下所述:（1）本文针对机械故障信号存在的数据丢失、冗余以及噪声等问题,提出了小波分析降噪和改进的PSO算法（粒子群优化算法）。结合小波分析在处理信号数据时具有多尺度分析的特点,进而利用小波分析对机械故障信号行降噪处理;通过利用非线性函数替换随机函数来减弱函数随机性对最优子集的影响,更加高效地提升了最优特征子集的选取。最后通过对比改进PSO算法、原始粒子群算法以及IPSO（改进粒子群算法）的实验结果,结果表明改进PSO算法在收敛性方面比其他二者有很好的提升,缩短了特征集的选择时间,提高了最优特征子集的选取效率。（2）本文针对设备机械故障诊断的问题,研究了 BP神经网络以及信息融合的理论和...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１论文的组织结构??
浙江理工大学硕士学位论文?基于信息融合的医疗设备机械故障诊断系统的研宄与开发??ＰＳＯ算法的具体流程如图２．?１所不。??初始化粒子的速度．位Ｈ???Ｓ???适应度函ｆｔ值计算??ｙ??输出敁优解??ＧＤ??图２．１?ＰＳＯ算法流程图??２．２信息融合概述??２．２．１信息融合的定义??信息融合又被称为数据融合、传感器信息融合或者多传感器信息融合；信息融合过程??是对单个或多个信息源数据和信息进行关联、整合，从而对倍息源数据获収更加精确的定??位和估计，以及对态势和重要程度进行仝面冇效评估的信息处理过程；在处理过程中足－??个不断进行自我修正的过程，以便对获得结果的改善。??信息融合技术概括为利用计算机技术对获得的传感器信息，在定义的信息融合规则下??进行自动分析、综合处理，从而完成对传感器信息的决策和评估任务。按照这－规定，估??息融合技术具有三大核心［３６］，即信息融合的硬件基础传感器系统、信息融合的加工对象多??源信息、以及信息融合的核心理论综合优化和信息整合［３７１。??２．２．２信息融合的层次结构??信息融合技术依据对数据对象不同的融合过程，将信息融合分为像素级融合１３８］、特征??级融合［３９１、决策级融合［４Ｇ］三个等级。??（１）像素级融合??９??
浙江理工大学硕士学位论文?基于信息融合的医疗设备机械故障诊断系统的研宄与开发??卜。ｄ咖集群丨?＾?Ｉ?ｃ＿——?Ｉ??Ｏ??？?ｏ??Ｉ?Ｂｒｏｋｅｒ?Ｍａｓｔｅｒ２?｜?｜?Ｂｒｏｋｅｒ?Ｍａｓｔｅｒ２?｜??图２．８?ＲｏｃｋｅｔＭＱ部署结构图??２．３．４?Ｒｅｄｉｓ缓存数据库??Ｒｅｄｉｓｌ５５＾?Ｓａｌｖａｔｏｒｅ?Ｓａｎｆｉｌｉｐｐｏ主导并使用ＡＮＳＩ?Ｃ语言开发的基于内存存储，可持久??化的日志型、支持Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ存储方式的开源数据库，支持每秒十几万级数据的存取操作，??并提供了对主流开发语言支持的ＡＰＩ，其性能远远大于原始数据库。Ｒｃｄｉｓ有三种主流的集??群配置方式，包括主从复制模式、哨兵模式、Ｃｌｕｓｔｅｒ？集群模式％１。开发者在高并发的环境??中可选择其中一种模式来保证数据的一致性。??主从复制模式，即主服务器自动将数据同步到从服务器，可以进行读写分离的服务器??部署，在Ｍａｓｔｅｒ－Ｓｌａｖｅ同步期间，因为采用了高可用的设计原则，客户端仍可对服务器发??起请求，Ｓｌａｖｅ?Ｓｅｒｖｅｒ以同样的方式进行数据同步，在同步期间若有客户端提交请求，服务??端只能返回同步之前的数据，若主机在宕机前未同步从机的数据，切换丨Ｉ５后会导致主从不??一致，降低了系统的可用性。??哨兵模式是在主从模式的基础上继续优化，继承了主从模式中可自由切换的特点，增??加了对主服务器的监控，即哨兵会检测主服务器是否正常工作，若发现主服务器出现宕机??时，会从剩余的从服务器屮选举出新的主服务器，但是较难支持在线扩容。??Ｃｌｕｓｔｅｒ集群模式是前两种校式的染介休并在此基础上要求所有的Ｒｅｄｉｓ节点之间采用??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于React技术的单页APP的设计与实现[J]. 张志鹏,黄素娟,周永圣,王楠. 微型电脑应用. 2019(10)
[2]基于Redis的双通道实时数据采集系统研究[J]. 徐鹏飞,齐刚,宋坤,马驰源. 科学技术创新. 2019(25)
[3]基于改进D-S证据理论的滚动轴承故障诊断[J]. 张钢,田福庆,梁伟阁,佘博. 海军工程大学学报. 2019(04)
[4]基于LabVIEW的医疗设备故障智能诊断系统[J]. 张诗慧,种银保,肖晶晶,赵鹏,晋雪旻. 仪表技术与传感器. 2018(04)
[5]改进的粒子群算法优化神经网络及应用[J]. 何明慧,徐怡,王冉,胡善忠. 计算机工程与应用. 2018(19)
[6]MATLAB环境下小波分析应用[J]. 罗海涛. 现代计算机(专业版). 2017(28)
[7]应用SpringBoot改变web应用开发模式[J]. 张峰. 科技创新与应用. 2017(23)
[8]基于CAN总线的医疗设备实时监测与故障诊断系统设计实现[J]. 陈希霞,王文妍,刘庆春,孟晓东. 智慧健康. 2016(08)
[9]Redis集群性能测试分析[J]. 柳皓亮,王丽,周阳辰. 微型机与应用. 2016(10)
[10]大数据环境下多源信息融合的理论与应用探讨[J]. 化柏林,李广建. 图书情报工作. 2015(16)
博士论文
[1]物联网环境下信息融合基础理论与关键技术研究[D]. 周津.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于RocketMQ的高可用分布式融合通信消息系统的设计与实现[D]. 颜睿陽.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
[2]基于信息融合的发动机故障诊断研究[D]. 曹亚鹏.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于ReactJs的理财咨询专家端系统的设计与实现[D]. 毛书豪.华中科技大学 2016
[4]基于RocketMQ的消息服务系统设计与实现[D]. 张文杰.华中科技大学 2016
[5]基于时序图规划的交通信号控制方法研究[D]. 程宇.东北师范大学 2011
[6]基于多源信息融合的发动机故障诊断研究[D]. 严莉.中北大学 2010
[7]融合粒子群的全局优化混合智能算法研究[D]. 李会荣.北方民族大学 2009
[8]卡尔曼滤波算法在GPS非差相位精密单点定位中的应用研究[D]. 祁芳.武汉大学 2003
本文编号：3229538
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１论文的组织结构??
浙江理工大学硕士学位论文?基于信息融合的医疗设备机械故障诊断系统的研宄与开发??ＰＳＯ算法的具体流程如图２．?１所不。??初始化粒子的速度．位Ｈ???Ｓ???适应度函ｆｔ值计算??ｙ??输出敁优解??ＧＤ??图２．１?ＰＳＯ算法流程图??２．２信息融合概述??２．２．１信息融合的定义??信息融合又被称为数据融合、传感器信息融合或者多传感器信息融合；信息融合过程??是对单个或多个信息源数据和信息进行关联、整合，从而对倍息源数据获収更加精确的定??位和估计，以及对态势和重要程度进行仝面冇效评估的信息处理过程；在处理过程中足－??个不断进行自我修正的过程，以便对获得结果的改善。??信息融合技术概括为利用计算机技术对获得的传感器信息，在定义的信息融合规则下??进行自动分析、综合处理，从而完成对传感器信息的决策和评估任务。按照这－规定，估??息融合技术具有三大核心［３６］，即信息融合的硬件基础传感器系统、信息融合的加工对象多??源信息、以及信息融合的核心理论综合优化和信息整合［３７１。??２．２．２信息融合的层次结构??信息融合技术依据对数据对象不同的融合过程，将信息融合分为像素级融合１３８］、特征??级融合［３９１、决策级融合［４Ｇ］三个等级。??（１）像素级融合??９??
浙江理工大学硕士学位论文?基于信息融合的医疗设备机械故障诊断系统的研宄与开发??卜。ｄ咖集群丨?＾?Ｉ?ｃ＿——?Ｉ??Ｏ??？?ｏ??Ｉ?Ｂｒｏｋｅｒ?Ｍａｓｔｅｒ２?｜?｜?Ｂｒｏｋｅｒ?Ｍａｓｔｅｒ２?｜??图２．８?ＲｏｃｋｅｔＭＱ部署结构图??２．３．４?Ｒｅｄｉｓ缓存数据库??Ｒｅｄｉｓｌ５５＾?Ｓａｌｖａｔｏｒｅ?Ｓａｎｆｉｌｉｐｐｏ主导并使用ＡＮＳＩ?Ｃ语言开发的基于内存存储，可持久??化的日志型、支持Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ存储方式的开源数据库，支持每秒十几万级数据的存取操作，??并提供了对主流开发语言支持的ＡＰＩ，其性能远远大于原始数据库。Ｒｃｄｉｓ有三种主流的集??群配置方式，包括主从复制模式、哨兵模式、Ｃｌｕｓｔｅｒ？集群模式％１。开发者在高并发的环境??中可选择其中一种模式来保证数据的一致性。??主从复制模式，即主服务器自动将数据同步到从服务器，可以进行读写分离的服务器??部署，在Ｍａｓｔｅｒ－Ｓｌａｖｅ同步期间，因为采用了高可用的设计原则，客户端仍可对服务器发??起请求，Ｓｌａｖｅ?Ｓｅｒｖｅｒ以同样的方式进行数据同步，在同步期间若有客户端提交请求，服务??端只能返回同步之前的数据，若主机在宕机前未同步从机的数据，切换丨Ｉ５后会导致主从不??一致，降低了系统的可用性。??哨兵模式是在主从模式的基础上继续优化，继承了主从模式中可自由切换的特点，增??加了对主服务器的监控，即哨兵会检测主服务器是否正常工作，若发现主服务器出现宕机??时，会从剩余的从服务器屮选举出新的主服务器，但是较难支持在线扩容。??Ｃｌｕｓｔｅｒ集群模式是前两种校式的染介休并在此基础上要求所有的Ｒｅｄｉｓ节点之间采用??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于React技术的单页APP的设计与实现[J]. 张志鹏,黄素娟,周永圣,王楠. 微型电脑应用. 2019(10)
[2]基于Redis的双通道实时数据采集系统研究[J]. 徐鹏飞,齐刚,宋坤,马驰源. 科学技术创新. 2019(25)
[3]基于改进D-S证据理论的滚动轴承故障诊断[J]. 张钢,田福庆,梁伟阁,佘博. 海军工程大学学报. 2019(04)
[4]基于LabVIEW的医疗设备故障智能诊断系统[J]. 张诗慧,种银保,肖晶晶,赵鹏,晋雪旻. 仪表技术与传感器. 2018(04)
[5]改进的粒子群算法优化神经网络及应用[J]. 何明慧,徐怡,王冉,胡善忠. 计算机工程与应用. 2018(19)
[6]MATLAB环境下小波分析应用[J]. 罗海涛. 现代计算机(专业版). 2017(28)
[7]应用SpringBoot改变web应用开发模式[J]. 张峰. 科技创新与应用. 2017(23)
[8]基于CAN总线的医疗设备实时监测与故障诊断系统设计实现[J]. 陈希霞,王文妍,刘庆春,孟晓东. 智慧健康. 2016(08)
[9]Redis集群性能测试分析[J]. 柳皓亮,王丽,周阳辰. 微型机与应用. 2016(10)
[10]大数据环境下多源信息融合的理论与应用探讨[J]. 化柏林,李广建. 图书情报工作. 2015(16)
博士论文
[1]物联网环境下信息融合基础理论与关键技术研究[D]. 周津.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于RocketMQ的高可用分布式融合通信消息系统的设计与实现[D]. 颜睿陽.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
[2]基于信息融合的发动机故障诊断研究[D]. 曹亚鹏.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于ReactJs的理财咨询专家端系统的设计与实现[D]. 毛书豪.华中科技大学 2016
[4]基于RocketMQ的消息服务系统设计与实现[D]. 张文杰.华中科技大学 2016
[5]基于时序图规划的交通信号控制方法研究[D]. 程宇.东北师范大学 2011
[6]基于多源信息融合的发动机故障诊断研究[D]. 严莉.中北大学 2010
[7]融合粒子群的全局优化混合智能算法研究[D]. 李会荣.北方民族大学 2009
[8]卡尔曼滤波算法在GPS非差相位精密单点定位中的应用研究[D]. 祁芳.武汉大学 2003
本文编号：3229538
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