信息融合技術(shù)在乳化器故障診斷中的應(yīng)用.pdf

1、乳化炸藥是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的產(chǎn)品，因其密度高、爆破速度快、成本低、具有雷管敏感度等特點(diǎn)，使其成為我國民爆器材中的主要產(chǎn)品，被廣泛的用于交通、電力、石油勘探、礦山開采、城市建設(shè)等領(lǐng)域，為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重大的貢獻(xiàn)。在乳化炸藥生產(chǎn)過程中，乳化器作為生產(chǎn)線上決定乳化炸藥性能質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，常常以其安全問題被國內(nèi)外廣泛關(guān)注和研究。隨著乳化炸藥生產(chǎn)工藝的不斷改良，其生產(chǎn)過程中的安全性也不斷加強(qiáng)，但是產(chǎn)生乳化基質(zhì)的乳化器卻因?yàn)槠渑c乳化炸

2、藥原料長時間地接觸和不問斷地?cái)嚢枘Σ?，其安全問題表現(xiàn)得尤為突出，關(guān)系到整條生產(chǎn)線的安全性和可靠性，所以對乳化器安全性問題的研究一直是乳化炸藥生產(chǎn)領(lǐng)域非常必要也十分有意義的課題。隨著數(shù)學(xué)理論和分析方法在工程應(yīng)用中的不斷發(fā)展、革新，應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的新理論、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，從而為機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷提供了新的解決方案。本文在闡述了故障診斷方法的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和信息融合技術(shù)應(yīng)用于故障診斷中的可行性研究的基礎(chǔ)上，首次提出了

3、基于信息融合技術(shù)的乳化器故障診斷系統(tǒng)。本文主要從事了以下幾點(diǎn)研究：
　　 (1)在對乳化炸藥生產(chǎn)線的工藝流程及乳化器在生產(chǎn)過程中重要性、安全性的研究基礎(chǔ)上，從乳化器的結(jié)構(gòu)入手，分析出乳化器的主要故障：轉(zhuǎn)子摩擦、轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、滾動軸承故障和因冷卻水、油水相原料斷流引發(fā)的故障，并深入地研究了這些故障的原因、故障機(jī)理和故障特征。根據(jù)分析的結(jié)果，說明了乳化器故障診斷中的復(fù)雜性和困難點(diǎn)，并提出基于信息融合技術(shù)的乳化器故障診斷系統(tǒng)

4、的整體方案。
　　 (2)在對信息融合技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)乳化器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和故障特征，確定出特征層-決策層的信息融合結(jié)構(gòu)模型，并通過多種算法的對比，確定了D-S證據(jù)理論與改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合、相補(bǔ)充的故障信息分析方法。
　　 (3)在乳化炸藥生產(chǎn)線已有的軟硬件基礎(chǔ)上，根據(jù)所設(shè)計(jì)的信息融合的模型結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)現(xiàn)場的特點(diǎn)，確定出乳化器故障診斷系統(tǒng)硬件部分的結(jié)構(gòu)和工作原理。依據(jù)對系統(tǒng)信號的采集、調(diào)理、處理和診斷不同功能的研究

5、，并按照一定的硬件設(shè)計(jì)原則，通過對比選擇出合適的硬件模塊，同時提出現(xiàn)場硬件的安全防護(hù)措施，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性，有效性。
　　 (4)利用所構(gòu)建的乳化器故障診斷系統(tǒng)的硬件平臺，提出并實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)。在提出該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借助ODBC、ADO、ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軟件之間相互通信和相互調(diào)用的功能，通過組態(tài)王對生產(chǎn)線的監(jiān)控并將獲取到的信息數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫傳遞給VB與Matlab共同協(xié)作的診斷系統(tǒng)。通過Matl

6、ab訓(xùn)練好的改進(jìn)型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對乳化器的溫度、振動特征信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后具有統(tǒng)一形式的歸一化數(shù)據(jù)作為某種故障的支持度交給VB中的D-S證據(jù)理論進(jìn)行證據(jù)對應(yīng)的故障支持度融合獲得具有更高的可識別性的故障支持度，從而得出診斷結(jié)論，顯示故障原因。
　　 通過應(yīng)用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和D-S證據(jù)理論構(gòu)成的信息融合結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行診斷的實(shí)例測試以及對整個乳化器故障診斷系統(tǒng)的仿真測試，證明了該系統(tǒng)具有一定的故障診斷能力，可以保證乳化器設(shè)備的安