基于灰色理論和油液分析的不等距預測模型與故障診斷研究.pdf

1、現代的設備管理體現在設備的終身服務中，包括設備運行、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、趨勢預報、決策維修等，所采用的技術手段及分析方法有幾十種之多，并向著智能化、綜合化和網絡化發(fā)展，全面更新了原有的管理概念。高級精密的設備監(jiān)測、診斷、分析儀器及高水平的管理技術人員，已成為現代化企業(yè)重要且不可缺少的組成部分。 油液分析技術憑借其一些顯著的優(yōu)點如比振動與噪聲監(jiān)測能更全面地反映設備的故障和技術狀態(tài)，并能更早地發(fā)現和預報故障，已經成為目前磨損檢測和診

2、斷中的一項極為重要的技術而被廣泛用于礦山、港口、航空、軍事等不同領域。 然而油液分析周期較長、成本較高，多數情況下是離線分析的，其數據常常要少于采用別的方法獲取的數據，因此專門研究貧信息和少信息的灰色系統(tǒng)理論在油液監(jiān)測中得到了應用。本文正是通過灰色不等距預測模型的研究、灰色關聯分析方法的研究以及磨損狀態(tài)、磨損模式貢獻順序的灰靶分析研究，充實灰色系統(tǒng)理論的內容，拓寬灰色系統(tǒng)理論有關方法、模型在油液監(jiān)測中的應用范圍，從而推動油液分析

3、有關理論和技術的發(fā)展。 灰色預測模型具有要求樣本數據少、計算方便、預測精度較高并且可對結果進行校驗等優(yōu)點，因此被廣泛應用。傳統(tǒng)的GM(1，1)模型只適用于等間距序列的建模預測。實踐中，經常會遇到不等間距的情況，于是一些不等距灰色建模方法被提出來，不過難免有些缺陷。其中一般累加生成差分UGM(1，1)模型中平滑值是一種等權生成，不符合數據的實際情況，因此作者在該模型的基礎上提出一種平滑值權值尋優(yōu)生成的RUGM(1，1)模型，使預測

4、精度提高了10﹪以上，同時計算量并未明顯增加。還通過實踐指明UGM(1，1)模型應用中的一些條件及注意事項，并給出了一些建議。 現代機械設備越來越龐大、系統(tǒng)越來越復雜，在實施狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷時往往需要進行系統(tǒng)構成因素分析，其中由于灰色關聯分析不需要大量數據、對數據分布也無要求的優(yōu)點而被廣泛采用。文中通過應用鄧氏關聯度和一種加權關聯度模型的實例分析說明灰色關聯分析要優(yōu)于一般的關聯度計算模型，同時根據分析結果指出通過關聯度分析，可

5、以進行故障診斷時的因素間相互印證或少信息時的狀態(tài)推判，也可以為了減少監(jiān)測成本而略去部分指標的檢驗。 針對目前的灰色關聯分析模型多數得到的是由非負值組成的關聯序，不能真實表達事物因素間正相關、負相關情況的缺陷，作者建立了一種能夠較好描述因素間正相關、負相關情況的關聯分析模型即DS型灰色關聯模型，并證明了該模型滿足灰關聯的四個公理，實踐也驗證了該模型的有效性和優(yōu)點。 故障診斷中往往沒有標準故障模式或者標準序列，而應用灰色關聯

6、分析模型計算分析時必須存在一個已知序列作為參考，這限制了關聯分析模型的應用，對此，作者引入灰色系統(tǒng)理論中新近出現的灰靶理論，采用油樣的分析鐵譜監(jiān)測結果作為分析指標，進行設備磨損狀態(tài)的評判和磨損模式對設備磨損的貢獻順序分析，研究表明灰靶理論可以有效地用于油液分析中；通過研究得出了灰靶理論應用的一些條件并提出了一些建議，如應選擇能集中反映研究對象中各種因素相互作用及影響的綜合結果的指標進行分析等。為了將定性的分析鐵譜結果量化，文中還提出一種

7、有效地量化分析鐵譜結果的方法，綜合考慮了磨粒的形貌、尺寸、數量和成分，為鐵譜分析的數字化、計算機實現提供了一種新的途徑。 文中還選擇油樣的直讀鐵譜分析結果作為分析指標，應用灰靶理論進行基于柴油機磨合規(guī)范優(yōu)化的磨合油的優(yōu)選，計算結果和實際結果一致。 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究需要實際的設備支持。作者將前人的研究成果和本文的研究成果結合起來，參與了上海通用汽車有限公司沖壓生產線等設備的故障診斷，研制的《SGM沖壓線狀態(tài)監(jiān)測、故障