旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器布置與信息融合方法研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，正朝著人型化、高速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。若發(fā)生故障將造成巨人的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，因此，有必要在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中布置大量的傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)防和識(shí)別。旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障識(shí)別是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及傳感器的選擇和安裝、信號(hào)的采集以及信息的有效提取和綜合利用。 本文首先簡要分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器，主要是振動(dòng)傳感器的類型和選擇方式。隨后從轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析油膜系數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特

2、性的影響，提出振動(dòng)傳感器徑向位置的選擇策略。根據(jù)轉(zhuǎn)子響應(yīng)中模態(tài)疊加法的基本理論，闡述了依據(jù)工作轉(zhuǎn)速和主要振型進(jìn)行振動(dòng)傳感器軸向位置選擇的方法，并列舉實(shí)例進(jìn)行說明。另外，還分析了聯(lián)軸節(jié)對(duì)多跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)振動(dòng)特性的影響，提出剛性聯(lián)軸節(jié)連接狀態(tài)下和撓性聯(lián)軸節(jié)連接狀態(tài)下振動(dòng)傳感器布置方案。 其次，研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械中基于信息融合的故障識(shí)別方法。針對(duì)緩變信號(hào)多傳感器數(shù)據(jù)級(jí)融合中，恒窗長方差估計(jì)算法對(duì)噪聲變化跟蹤能力不強(qiáng)的缺點(diǎn)，提出了一種根據(jù)噪聲

3、變化自適應(yīng)調(diào)整窗長的方差估計(jì)算法。給出了對(duì)方差估計(jì)曲線突變段的尋找方式以及自適應(yīng)窗長的選擇策略?？熳冃盘?hào)（主要是振動(dòng)信號(hào)）的特征級(jí)和決策級(jí)融合中，先考慮每個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)間尺度上的融合，再綜合不同的振動(dòng)測(cè)點(diǎn)信息在空間尺度上進(jìn)行融合。單傳感器時(shí)間尺度的融合中，提出基于奇異譜熵、功率譜熵和近似熵三種熵度量的約簡方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)特征進(jìn)行提取和約簡，一方面大大減少了信號(hào)的特征數(shù)目，另一方面可以全面挖掘和提取信號(hào)的深層信息。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究分級(jí)概率神