机械设备状态检测系统设计及其信号处理算法研究(可复制论文).pdf

摘要种新的时频分析理论一瓾变换攵訦对噪声敏感问题声波的振动信号检测方法,并研制了基于超声波的振动传感器装置,通过与电测试分析系统应用于实际的工程检测中,对故障案例进行诊断分析,通过时域、设备状态监测与故障诊断在工业生产中的地位举足轻重。本文介绍了设备状态监测和故障诊断的意义及故障诊断中的非平稳问题,详细研究和分析了一提出基于小波消噪的改进算法,并将改进的惴ㄓτ糜诠收险锒现校ü实验仿真和实际应用两个方面证明了惴ㄔ谡穸藕攀逼捣治鲋械挠旁性以及改进后的惴ǹ梢蕴岣呖垢扇拍芰Α针对设备状态监测与故障诊断过程,本文研制了一套基于恼动测试分析系统。该系统由硬件和软件两部分构成,在硬件研制过程中,针对几种常用测量方法饬恳瞧在特殊检测环境下存在的局限,提出了基于超涡流位移传感器的对照实验验证了该传感器装置的可行性和有效性。系统的软件部分在教ㄖ惺迪郑δ馨ㄐ藕诺牟杉氪娲ⅰ信号的预处理致瞬ㄆ鳌⑿〔ㄏ胍、故障特征值提取ㄐ畏治觥⑾喙分析、功率谱、倒谱、逼捣治鲆、结果显示等。尤其逼捣治霾分,通过编程使得该方法在肪诚碌靡允迪郑杓瞥隽嘶贖的虚拟时频分析仪,进而拓展了氖迪址绞揭约癓的信号处理功能,同时为设备故障诊断提供了一个新的有效的故障特征提取手段。将本文设计的基于拿嫦蚧瞪璞缸刺嗖庥牍收险锒系恼穸频谱、自相关、倒谱以及逼捣治龅饶?榉直鸸收闲藕沤刑卣魈崛。到较好的结果,验证了该振动测试分析系统能较好地实现实际振动分析要求,有一定的工业实用价值。关键词:状态监测,故障诊断,琀—浠
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第一章绪论设备状态监测与故障诊断的意义设备状态监测与故障诊断是通过掌握设备过去和现在运行中或基本不拆卸的情况下的状态量,通过对所测信号的处理和分析,并结合诊断对象的历史状况,来定量识别机械设备及其零件、部件整机的实时状况,并预知有关异常、故障和预测其未来技术状况,从而确定必要对策的技术。它包含两方面内容:一是对设备的运行状态进行监测;二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。机器状态监测与故障诊断技术是一门综合性和应用性很强的技术,它包括了信号检测、特征提取和诊断决策等内容,涉及传感及测试技术、电子学、信号处理、识别理论、计算机技术以及人工智能专家系统等多门基础学科,是对这些基础理论的综合应用圳。随着现代大生产的发展和科学技术的进步,现代设备的结构越来越复杂,功能越来越完善,自动化程度也越来越高,设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大,与设备有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会引起严重后果,造成重大经济损失,甚至还可能导致灾难性的人员伤亡和恶劣的社会影响【@纾甏笸厂呕昵亓氲绯号机的断轴毁机事故仅直接经济损失就超过谠#现赜响华北和西北电网的正常运行;年虑八樟G卸当蠢说缯号机组发生严重振动而造成核泄漏,造成多人死亡,直接经济损失达亿美元,而对自然环境的破坏和居民生命安全的威胁已经无法在经济上进行衡量。另一方面,有资料表明,大量生产的发动机,其修理劳动量是制造劳动量的丁英国曾对家国营工厂调查,结果表明采用诊断技术以后,每年设备维修费可节约亿英镑,而用于诊断技术的费用仅为亿英磅;我国某机械施工单位拥有工程机械台,采用状态维修后,维修材料费降低%,维修工作量降低%。以上正反事实都表明:对机械设备,特别是关键设备实行状态监视与故障诊断的必要性和迫切性。因而对于连续生产系统,开展机械状态监测及故障诊断技术的研究具有重要的现实意义。此外,国内外许多科技工作者曾致力于故障诊断方法、技术与诊断设备的研究,取得了许多重要的科研成果,诊断技术得到了长足的发展,在此基础上已研制出多种诊断设备,并应用于工程实际,从中取得了重大的经济效益和社会效益。但目前研究的诊断技术和设
,因而其准确性和精度尚未达到理想的地步。由此可见,为了保证设备的安全运行