基于DSP和分層時(shí)序記憶的齒輪箱故障診斷系統(tǒng).pdf

1、齒輪箱是機(jī)械設(shè)備中廣泛使用的關(guān)鍵部件，對齒輪箱進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障診斷對于工業(yè)生產(chǎn)具有重大的經(jīng)濟(jì)和安全意義。本文以齒輪箱為研究對象，使用DSP處理器開發(fā)了一種在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)，并將分層時(shí)序記憶算法應(yīng)用于齒輪箱常見故障的診斷識別中，旨在檢測該方法在齒輪箱故障診斷上的使用效果。
　　嵌入式故障診斷系統(tǒng)基于嵌入式硬件平臺，將信號采集、數(shù)據(jù)處理與特征提取、故障分類識別集成于一體在嵌入式硬件平臺上執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)自動故障診斷和多種通信方式。本系

2、統(tǒng)以TI公司的DSP—TMS320F2812為核心處理器，并集成了采集和通信模塊電路。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)模擬量采集、數(shù)字量輸入輸出和轉(zhuǎn)速測量功能，同時(shí)也具有以太網(wǎng)通信、GSM網(wǎng)絡(luò)通信和CAN總線通信功能。為了實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)嵌入了基于DSP的FIR數(shù)字濾波、FFT功率譜、細(xì)化譜分析、希爾伯特包絡(luò)和小波分析處理算法。最后，故障診斷的特征提取函數(shù)也被嵌入到了DSP上以實(shí)現(xiàn)齒輪箱故障特征量自動提取。
　　本文介紹了分層時(shí)序記憶（HTM

3、）算法的原理和結(jié)構(gòu)，并以齒輪箱故障診斷為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)進(jìn)行了算法測試。實(shí)驗(yàn)首先將齒輪箱多個(gè)測點(diǎn)所提取出來的特征量進(jìn)行了融合，并轉(zhuǎn)化為位圖格式以滿足HTM的輸入要求，然后設(shè)計(jì)了一個(gè)HTM區(qū)域來進(jìn)行各工況下的輸入位圖模式學(xué)習(xí)。當(dāng)HTM區(qū)域能夠?qū)Ω鞴r的輸入位圖產(chǎn)生穩(wěn)定的稀疏分布表征后，就計(jì)算區(qū)域的條件概率矩陣來實(shí)現(xiàn)故障診斷工作。系統(tǒng)使用VC編寫了分層時(shí)序記憶的算法程序，結(jié)合前端DSP診斷模塊成為一個(gè)完整的故障診斷系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的