振動故障遠(yuǎn)程診斷中的分形壓縮及分形診斷技術(shù)研究.pdf

1、振動故障診斷是目前機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理的基本措施之一，而振動故障遠(yuǎn)程診斷可以充分利用異地專家的知識與經(jīng)驗(yàn)來解決現(xiàn)場無法解決的復(fù)雜故障問題，從而大大提高診斷的專業(yè)化水平。研究先進(jìn)的信息壓縮技術(shù)以及故障診斷方法，對于提高遠(yuǎn)程故障診斷的信息傳輸效率和故障診斷準(zhǔn)確性有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。分形理論作為數(shù)學(xué)思想的新發(fā)展，可以用于刻畫對象的自相似性和不規(guī)則性，在處理非線性系統(tǒng)時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因而已經(jīng)成為研究非線性現(xiàn)象的重要工具。本文在分析了信息壓縮與

2、故障診斷方法研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述了分形理論基本原理，并將分型理論應(yīng)用于數(shù)據(jù)壓縮與故障診斷中。針對振動故障信號的特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的分形壓縮及分形故障診斷算法，通過轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺模擬試驗(yàn)以及實(shí)際故障振動數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法的驗(yàn)證，分析了幾種典型故障的維數(shù)譜特征，為振動故障遠(yuǎn)程診斷的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。 論文的主要工作包括： 1．在對分形壓縮的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，提出了適用于振動信號壓縮的分段自仿射模型及算法，分析了模型中相關(guān)參

3、數(shù)的取值規(guī)律，仿真算例及實(shí)測信號分析結(jié)果表明：該算法具有較高的數(shù)據(jù)壓縮比和很好的信號重構(gòu)精度，驗(yàn)證了模型的有效性； 2．在分析形態(tài)濾波器基本原理的基礎(chǔ)上，針對振動信號中可能會夾雜的各類干擾，通過數(shù)值仿真和實(shí)例分析，詳細(xì)分析研究了結(jié)構(gòu)元素的形狀、高度和寬度以及信號的采樣頻率對形態(tài)學(xué)濾波器濾波性能的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了應(yīng)用于振動信號處理的形態(tài)濾波器結(jié)構(gòu)元素的設(shè)計(jì)策略； 3．在分析關(guān)聯(lián)維數(shù)算法的基礎(chǔ)上，對重構(gòu)相空間的參數(shù)

4、選擇以及無標(biāo)度區(qū)的確定兩個(gè)問題進(jìn)行了探討。在對振動信號相關(guān)積分雙對數(shù)點(diǎn)列的分布規(guī)律進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了分形無標(biāo)度區(qū)的曲線．直線．曲線擬合自動識別方法以及一種能客觀計(jì)算振動信號時(shí)間序列關(guān)聯(lián)維數(shù)的改進(jìn)算法，并就噪聲對信號關(guān)聯(lián)維數(shù)計(jì)算結(jié)果的影響進(jìn)行了分析，將該算法應(yīng)用于轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺振動信號中，計(jì)算及分析結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性，表明關(guān)聯(lián)維數(shù)可以作為設(shè)備狀態(tài)的量化指標(biāo)和故障特征量以完成故障診斷； 4．在分析多重分形的常見定義和一般算法的