文档介绍：基于CI的故障特征提取与虚拟仪器诊断系统研究
摘要:通过对计算智能的智能诊断方法的研究和在故障特征提取中的分析与探讨,并结合VC++和MATLAB的优点,采用两者混合编程的方法开发了机械传动齿轮系统损伤检测与故障分析的虚拟仪器诊断系统。在VC++环境下完成了系统界面的设计,利用MATLAB软件实现试验数据的分析计算、信号处理及图形显示等任务,通过接口软件完成了在VC++下调用*.m文件转换后的程序,从而成功研制出具有不同种类多种功能的齿轮故障分析诊断软件系统。该软件系统包括机械传动齿轮振动信号的采集导入、信号分析处理、特征提取、图形可视化显示、故障检测与诊断、检测与监控等功能。通过测试验证表明,该系统能够很好地对机械齿轮进行故障检测与诊断,从而实现了虚拟仪器诊断系统的应有功能。
关键词:虚拟仪器;计算智能;故障诊断;特征提取;机械传动系统
Feature extraction (Damage detection) and diagnosis system using Virtual Instrument based on CI
Abstract: By researching a method of intelligent fault detection based on CI and analyzing that it’s used for extracting the feature of the fault signals, a mechanical transmission gear fault detection system Virtual Instrument diagnostic system is developed bining the advantages of VC++ and MATLAB and using the two hybrid programming method. The interface is designed by VC++, the calculation of test data, signal processing and graphical display pleted by MATLAB. Through the interface software, calling *.m file conversion after the procedure in VC++ pleted. A multifunctional gear fault diagnosis of multi-functional software system is essfully designed, which possesses some functions, including the introduction of gear vibration signals, signal processing, feature extraction, graphics display, fault detection and diagnosis. Based on the result of measure, the system can be effectively used in gear fault detect and diagnosis, and it can be to realize the function of Virtual Instrument.
Key words: Virtual Instrument; Computational Intelligence (CI); fault diagnosis; feature extraction; mechanical transmission system.
机械传动被广泛的应用于实际工程之中发挥着重要的作用,而在机械传动当中齿轮传动是目前广泛采用的主要传动形式之一,其类型多,用量大,大部分工业与工程设备都会用到齿轮传动,例如在航空发动机、车辆与机床上获得了较多应用。但研究表明,齿轮箱60%的故障由齿轮引发;而90%的齿轮故障都是局部故障,如裂纹、崩齿等。因此,对齿轮进行状态监测与故障诊断,不但可以防止设备工作精度下降,提高其可靠性、减少或杜绝事故发生,还可以最大限度地发挥齿轮的工作潜力、节约开支,在经济效益和社会效益方面都具有重要意义[1]。
齿轮故障诊断的时域、频域分析方法与基于支持向量机、人工神经网络等智能诊断方法结合后,为了使该分析方法能方便有效地应用于齿轮故障诊断领域,有必要开发齿轮系统故障分析软件的虚拟仪器系统[2]。在传统的时域、频域分析和基于支持向量机、人工神经网络的模式识别中,涉及到数值计算、信号处理、图形