基于分形理論的離心泵早期故障診斷研究.pdf

1、離心泵是眾多工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，一旦發(fā)生故障，輕則影響生產(chǎn)，重則造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，因此開展早期故障診斷具有重要的意義。近年來，國內(nèi)外學(xué)者開始對(duì)該課題進(jìn)行研究。將分形理論應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域，是近年來國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)之一。
　　 本文首次將分形理論和小波分析聯(lián)合應(yīng)用于離心泵工況監(jiān)測領(lǐng)域，提出了一種基于分形理論的離心泵早期故障診斷方法。本文主要研究工作和研究結(jié)果如下：
　　 1.較詳細(xì)綜述了國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)

2、，分析了離心泵機(jī)械故障診斷的研究意義、現(xiàn)狀和難點(diǎn)。論文搭建了離心泵振動(dòng)加速度信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)裝置?；谡駝?dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)離心泵早期故障診斷的主要困難有兩點(diǎn)：一是信號(hào)特征和故障之間是復(fù)雜的非線性關(guān)系；二是故障早期信號(hào)微弱，加之存在受外強(qiáng)迫和測量誤差等因素影響，特征參數(shù)難以提取。
　　 2.基于非線性時(shí)間序列動(dòng)力學(xué)互相關(guān)因子指數(shù)分析方法，結(jié)合旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行特點(diǎn)，引入振動(dòng)信號(hào)均方值，提出了一種改進(jìn)動(dòng)力結(jié)構(gòu)突變點(diǎn)檢測方法—?jiǎng)恿W(xué)因子指數(shù)分割改進(jìn)算法

3、。通過理想時(shí)間序列，驗(yàn)證了所提方法檢測動(dòng)力結(jié)構(gòu)突變的有效性。以CWRU軸承試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，將所提方法應(yīng)用于軸承工況監(jiān)視數(shù)據(jù)動(dòng)力學(xué)異同性分析，結(jié)果表明負(fù)載變化對(duì)軸承系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力結(jié)構(gòu)影響較小，而故障影響則較為明顯。分析與應(yīng)用結(jié)果表明了所提算法的有效性。
　　 3.基于分形理論和小波分析方法提出了一種新的故障特征提取方法。首先利用小波分解將離心泵故障振動(dòng)信號(hào)分解到不同頻帶，然后以廣義維數(shù)為基礎(chǔ)，計(jì)算和繪制不同頻帶信號(hào)的廣義維數(shù)圖譜，提取