小波變換在汽輪機(jī)軸系預(yù)測維修系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著自動化水平的不斷提高，人們對于設(shè)備維修的認(rèn)識水平也在提高。大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備是現(xiàn)代大規(guī)模生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備，要求長周期連續(xù)運(yùn)行，在這種情況下，如果只對機(jī)器采用事后維修則會造成重大損失?，F(xiàn)在企業(yè)大都采用定期維修，為了安全生產(chǎn)只能縮短維修周期，從而形成過度維修，就顯得既不經(jīng)濟(jì)又不合理。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與預(yù)測維修技術(shù)是近十年來發(fā)展起來的一門綜合性新技術(shù)。濟(jì)南大學(xué)計算機(jī)應(yīng)用研究所與山東魯能控制工程有限公司聯(lián)合研發(fā)了汽輪機(jī)軸系預(yù)測維修系統(tǒng)，為

2、故障的預(yù)測與診斷提供可視化的界面，該系統(tǒng)運(yùn)用多種相關(guān)技術(shù)，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測分析，了解和掌握設(shè)備在使用過程中的工作狀態(tài)，判斷其是否正常，以及對設(shè)備的故障進(jìn)行診斷和預(yù)報，避免發(fā)生災(zāi)難性事故，并對機(jī)組維修提供參考意見，達(dá)到提高機(jī)組運(yùn)行效率、降低維修費用、延長設(shè)備壽命、保證設(shè)備安全運(yùn)行的目的。 汽輪機(jī)軸系預(yù)測維修系統(tǒng)采用的頻域分析技術(shù)是基于快速傅立葉變換(FFT）的。機(jī)械信號包括平穩(wěn)信號和非平穩(wěn)信號。FFT是一種經(jīng)典的信號處理方法

3、，這種方法要求信號是平穩(wěn)的，信號的頻譜不隨時間變化。而非平穩(wěn)信號的統(tǒng)計特征隨時間變化，因此它的頻譜也隨時間變化。在實際工程中，存在著許多平穩(wěn)信號，同時也存在著各種非平穩(wěn)信號。特別是當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時，振動信號中就會包含大量的非平穩(wěn)成分，僅僅使用傅立葉變換就很難提取出信號的故障特征。小波變換正是一種滿足這種要求的數(shù)學(xué)方法。它是近年來發(fā)展起來的一種用于處理非平穩(wěn)信號的分析方法，不僅具有良好的時頻局部性，而且還具有變焦距的特點，它可以揭

4、示其他信號分析方法丟失的數(shù)據(jù)信息，如斷點、高階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)性、趨勢和自相似性等，能夠準(zhǔn)確地識別出故障信號中奇異點。而且與傳統(tǒng)的信號分析技術(shù)相比，小波分析還能在沒有明顯損失的情況下，對信號進(jìn)行去噪和壓縮，這也是經(jīng)典傅立葉分析所不具備的。 本文從汽輪機(jī)軸系預(yù)測維修系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容入手，以汽輪機(jī)軸系振動監(jiān)測和預(yù)測維修為研究對象。通過分析小波變換和傅立葉變換的基本原理，將兩者的特點進(jìn)行比較。分析了小波變換在故障分析中的優(yōu)勢和傅立葉變換存在的

5、不足。重點介紹如何將小波變換應(yīng)用到該系統(tǒng)當(dāng)中去及其產(chǎn)生的效果和作用。將小波變換應(yīng)用到汽輪機(jī)軸系預(yù)測維修系統(tǒng)中，為故障分析增加了新的信號處理的手段。為汽輪機(jī)軸系運(yùn)行狀態(tài)打開一扇新的分析窗口，從而使系統(tǒng)更加完善。 汽輪機(jī)軸系預(yù)測維修系統(tǒng)運(yùn)行期間獲取并存儲了大量的數(shù)據(jù)，為機(jī)組運(yùn)行建立了完整的數(shù)據(jù)檔案，為此要占據(jù)大量存儲空間。而這些數(shù)據(jù)又要在各種分析中應(yīng)用，必須長期保存。為了減少數(shù)據(jù)的存儲空間和傳輸?shù)耐ㄐ帕髁浚诒ＷC數(shù)據(jù)主要特征基本不變