浅析分形理论在机械设备故障诊断中的应用

分析了分形理论应用于机械故障诊断的机理和途径,并以柴油机燃油系统故障诊断为例进行了进一步阐述.研究表明:分形理论在故障诊断领域具有广阔的应用前景,它将极大的丰富故障诊断理论和工程实际应用.     

液压泵故障诊断专家系统研究

液压泵是液压系统的动力源,它的失效直接影响着系统的正常工作,因此液压泵的状态监测与故障诊断是迫切需要解决的问题。作者以YB16型叶片泵为研究对象,将传统的求振动信号功率谱法与先进的专家系统技术相结合,使对泵的故障诊断更为准确。本文所介绍的方法可推广到其它类型液压泵的故障诊断中去,还可对长期运行而重要的液压系统中的动力源进行在线监测。     

基于人工神经网络的液压泵故障诊断

本文对目前广泛应用于故障诊断中的BP神经网络及其对液压泵进行故障诊断的原理进行了简单介绍,并对神经网络在液压泵故障诊断中的应用进行了综述。     

滚动轴承故障诊断中的分形

简述了滚动轴承运转中时序列时表现时的自相似性，重构了振动信号对应的嵌入相空间的序列，计算得出分维数，实验结果表明，振动时域序列的分维数在不同工况，不同间隙下是有差别的，可以做为识别主要轴承的特征量。     

分形法在发动机隐含故障诊断中的应用

在对发动机的机械故障诊断中，由于其结构复杂常使其故障特征不明显，为此提出用分形法对某些隐含故障进行诊断。介绍了分形法诊断故障的基本原理，并利用奇异值降噪技术和分形维数法对隐含故障的特征进行了提取，实现了对发动机轴承隐含故障的诊断。诊断结果表明，发动机轴承正常状态下的分形维数为4．4，出现明显故障时轴承的分形维数为5．3，出现隐含故障时轴承的分形维数为5．37。由此可以看出，用分形维数可以诊断隐含故障，说明分形诊断法能从本质上反映故障的结构特征。     

商空间理论及其在故障诊断中的应用

为解决转子故障难以正确识别的问题,研究商空间理论与在转子故障诊断领域中的应用并提出一种基于模糊商空间模型的转子故障特征提取方法.通过计算转子振动信号原始论域空间X的归一化等腰距离,将原始论域空间X转换为粒度较粗的论域空间[X],在新的论域空间[X]内研究故障特征,并把商结构[T]作为量化特征值.结果表明,借助粒度空间的转换可有效地降低故障特征辨识的难度,商空间理论在转子故障的状态监测和故障诊断中具有重要的应用前景.     

分形维数在齿轮故障诊断中的应用

为了识别齿轮的故障模式,运用分形理论,提出了分段关联维数的计算方法 ,并以分段关联维数为特征量,通过建立状态距离函数,实现了模式识别.该方法 克服了通常只通过计算一段数据的关联维数就进行故障识别的缺点.通过对仿真信号、实测信号的诊断,表明所提出方法 的有效性和实际应用价值.     

分形在柴油机燃油系故障诊断中的应用

通过研究柴油机高压油管在喷油过程中,产生的振动信号中包含的丰富的燃油系工况信息,发现这一信号具有分形特征,即统计意义上的自相似性,类似一种１／ｆ噪声．利用分形理论可以将其丰富的信息浓缩于信号的功率谱指数或容量维数中,并通过分析它的功率谱指数对燃油系各种工说的敏感性,进行燃油系的不解体诊断,实例诊断表明,它是一种较好的故障诊断方法。     

基于分形理论的汽轮发电机组故障诊断

分析了汽轮机发电机组的几种常见故障及其表现形式，利用传统的频谱分析方法对某汽轮发电机组进行了状态分析，并研究了该发电机组在不同运行状态下的关联维数，给出了利用分形理论对汽轮机发电机组故障实施故障诊断的判据，利用数字量信息-关联维数作为诊断标准有利于计算机对设备的运行状态进行识别与判断，为机械设备的在线监测与故障诊断提供了可靠的工具，该方法为复杂机械的线监测与故障提供了新的思路。     

分形维数在滚动轴承故障诊断中应用

将分形维数用于刻划滚动轴承在不同故障状态下表现的非线性行为,进而对轴承的运行状态进行判别。实验结果表明,滚动轴承振动信号在不同运行状态下的分形维数是不同的,可以将分形维数做为识别滚动轴承故障的特征量。     

分形与混沌技术在轧机故障诊断中的应用

采用分形与混沌技术判断轧机设备的动力学特性是否发生变化,帮助判断设备是否存在故障,再结合频谱分析方法,快速找出故障原因与故障点,在高速线材轧机的故障监测与诊断中取得了良好的效果。     

水电机组故障诊断系统中的模糊诊断技术研究

介绍了在水电机组故障诊断系统中采用的模糊诊断技术,构造了故障诊断的模糊关系矩阵.此模糊知识已成功地应用于实际水电厂的故障诊断系统中,在故障诊断系统的使用过程中得到进一步的充实和验证.在整个系统的多年运行中,此诊断方法成功地诊断出如转子不对中、尾水管偏心涡带等机组运行问题,为电厂的维修与管理提供了有价值的依据与参考。应用效果表明,使用模糊诊断方法于水电机组故障诊断中是有效的,模糊关系矩阵也在故障诊断系统的使用过程中得到进一步的充实和验证.     

基于广义分形的旋转机械故障诊断识别与分类

运用多重分形理论,提出广义维数最小二乘法的计算公式,对实测的时域信号进行了广义维数计算,得到广义维数序列值,并从广义维数中获取盒维数、信息维数、关联维数以及敏感维数。对故障样本进行功率谱分析、广义维数计算分析．找出用分形维数分析识别故障的依据。另外运用广义维数序列和数学方法相结合提出分形诊断分类方法,用广义维数最大相关系数和广义维数序列单值优化逼近原理方法,对待检信号的耦合故障分别进行了试验数据与理论响应模拟、振型数据的诊断、识别分类,收到了良好的一致效果。通过对转子系统故障诊断的实例说明从广义维数中提取的各分形维数都能较好的对故障状态进行诊断、识别：且耦合故障的分形诊断分类方法具有较好的实效性。     

船舶液压传动系统故障诊断的理论研究

从液压传动系统的特征模型出发,提出了一种基于功率流理论的状态监测和故障诊断的方法、回路压降守恒规律和节点流量守恒规律。并以此为基础,通过一个典型的船舶机械液压传动系统,推导出全信息方程来确定最佳的监测点和故障位置。     

模糊专家系统在水轮发电机组故障诊断中的应用

根据水轮发电机组的结构特点 ,建造了一个故障诊断模糊专家系统 ,论述了系统的组成及其功能原理和系统建造过程中的规则表示、知识获取、推理机制等重要功能模块 .系统以水轮发电机组温度异常故障为诊断对象 ,采用模糊正向推理方法 ,能够对机组运行过程中产生的故障及时作出诊断 ,实现了故障诊断自动化的功能     

证据理论在变压器故障诊断中的应用

为了提高变压器故障诊断的准确性,引入了一种基于证据理论的诊断方法。根据变压器故障的特征数据,采用2个并行的BP神经网络对变压器进行局部故障诊断,以获得彼此独立的证据,再采用证据理论对各证据进行融合。实验结果表明,该方法可有效地提高诊断的准确率,减少诊断的不确定性。     

井下水力活塞泵故障诊断的数学基础

依据水力活塞泵的工作原理，的故障诊断技术的数学模型，对其解的适定性作了完整的讨论，并且得到了该模型的级数型解。     

相图及方差在注水泵故障诊断中的应用

以混沌理论为基础 ,利用相图分析方法研究了注水泵机组状态由正常到分岔、再到混沌的演化过程 ,得到了振动信号相图与方差值之间的对应关系。提出了用相图定性地判断离心式注水泵机组是否存在故障的方法 ,该方法解决了常规诊断方法难以解决的问题。利用辽河油田欢喜岭采油厂和曙光采油厂的注水泵机组的振动数据进行实验 ,取得了良好效果。将该方法与其他参数相结合 ,可以提高诊断精度 ,为大型离心式设备的故障诊断提供了一条有效途径。     

相图及方差在注水泵故障诊断中的应用

以混沌理论为基础，利用相图分析方法研究了注水泵机组状态由正常到分岔、再到混沌的演化过程，得到了振动信号相图与方差值之间的对应关系。提出了用相图定性地判断离心式注水泵机组是否存在故障的方法，该方法解决了常规诊断方法难以解决的问题。利用辽河油田欢喜岭采油厂和曙光采油厂的注水泵机组的振动数据进行实验，取得了良好效果。将该方法与其他参数相结合，可以提高诊断精度，为大型离心式设备的故障诊断提供了一条有效途径。     

基于数学形态学分形理论与PNN的轴承状态监测与故障诊断

针对滚动轴承状态监测实时性差、故障诊断准确率低的问题,提出一种基于改进局部均值分解（ILMD）和数学形态学分形理论的特征提取算法,并结合概率神经网络（PNN）完成对轴承状态的智能化识别分类.该算法首先通过ILMD分解轴承原始振动信号,选取相关性系数最大的两阶分量,求取其分形维数作为特征向量;其次,结合盒维数理论,将“形态学覆盖面积”作为第三维特征向量,同时构建起三维特征矩阵;最后将特征矩阵输入PNN以完成状态的识别分类.使用西储大学实测轴承数据验证算法,结果表明,该算法不仅能够精确识别不同状态的轴承,还能有效分类同种故障下不同损伤程度的轴承状态,平均识别率超过99.6%,平均识别时间0.21s.