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

1、隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，人們對(duì)于設(shè)備維修的認(rèn)識(shí)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(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行，在這種情況下，如果只對(duì)機(jī)器采用事后維修則會(huì)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(guò)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(dòng)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)維修技術(shù)是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性新技術(shù)。濟(jì)南大學(xué)計(jì)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(cè)維修系統(tǒng)，為

2、故障的預(yù)測(cè)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(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，了解和掌握設(shè)備在使用過(guò)程中的工作狀態(tài)，判斷其是否正常，以及對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行診斷和預(yù)報(bào)，避免發(fā)生災(zāi)難性事故，并對(duì)機(jī)組維修提供參考意見(jiàn)，達(dá)到提高機(jī)組運(yùn)行效率、降低維修費(fèi)用、延長(zhǎng)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(cè)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(hào)包括平穩(wěn)信號(hào)和非平穩(wěn)信號(hào)。FFT是一種經(jīng)典的信號(hào)處理方法

3、，這種方法要求信號(hào)是平穩(wěn)的，信號(hào)的頻譜不隨時(shí)間變化。而非平穩(wěn)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征隨時(shí)間變化，因此它的頻譜也隨時(shí)間變化。在實(shí)際工程中，存在著許多平穩(wěn)信號(hào)，同時(shí)也存在著各種非平穩(wěn)信號(hào)。特別是當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，振動(dòng)信號(hào)中就會(huì)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(hào)的故障特征。小波變換正是一種滿(mǎn)足這種要求的數(shù)學(xué)方法。它是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種用于處理非平穩(wěn)信號(hào)的分析方法，不僅具有良好的時(shí)頻局部性，而且還具有變焦距的特點(diǎn)，它可以揭

4、示其他信號(hào)分析方法丟失的數(shù)據(jù)信息，如斷點(diǎn)、高階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)性、趨勢(shì)和自相似性等，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出故障信號(hào)中奇異點(diǎn)。而且與傳統(tǒng)的信號(hào)分析技術(shù)相比，小波分析還能在沒(méi)有明顯損失的情況下，對(duì)信號(hào)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(cè)維修系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容入手，以汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)維修為研究對(duì)象。通過(guò)分析小波變換和傅立葉變換的基本原理，將兩者的特點(diǎn)進(jìn)行比較。分析了小波變換在故障分析中的優(yōu)勢(shì)和傅立葉變換存在的

5、不足。重點(diǎn)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(cè)維修系統(tǒng)中，為故障分析增加了新的信號(hào)處理的手段。為汽輪機(jī)軸系運(yùn)行狀態(tài)打開(kāi)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(cè)維修系統(tǒng)運(yùn)行期間獲取并存儲(chǔ)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(chǔ)空間。而這些數(shù)據(jù)又要在各種分析中應(yīng)用，必須長(zhǎng)期保存。為了減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間和傳輸?shù)耐ㄐ帕髁?，在保證數(shù)據(jù)主要特征基本不變