文档介绍：中南大学
硕士学位论文
基于嵌入式旋转机械远程故障信号检测与故障诊断系统的研究
姓名:徐丽莎
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:周国荣
20090518
帧缓冲显示设备⒋ッ痢⒓幼;黄鳌⒁蕴ㄑ肚摘要旋转机械在电力、化工等行业的生产中占有重要地位,对旋转机械设备进行状态监测和远程故障诊断以保证设备的安全运行具有重要的现实意义和经济价值。随着嵌入式技术的发展,小型化和智能化将是故障诊断系统的发展方向。本文提出并设计了一种基于嵌入式旋转机械远程故障信号检测与故障诊断系统,作为本实验室的异步电机的监测和远程故障诊断的实验平台。在信号预处理中,通过对小波包变换技术的研究,提出了旋转机械振动信号处理中小波包基函数的选择,并设计了一种基于指数函数和调节参数的改进型阈值函数,以“能量”为元素,构造旋转机械的特征向量,通过理论分析和仿真实验验证了方法的正确性与可行性。在故障诊断方法中,针对普通的遗传算法的和的选择会影响算法的收敛性,且易陷入局部最优,提出一种自适应遗传算法的故障诊断方法,并通过比较应用不同方法诊断电机性能,验证得出训练好的基于自适应遗传算法的电机故障诊断高阶模糊神经网络,能准确的识别出所有待检验样本的故障类型,而且诊断精度较高。在实现系统功能中,采用酒魑:诵奈⒋砥鳎度式僮飨低匙魑H砑7⑵教āO晗附樯芰讼低车母鞑糠钟布计,结合硬件平台实现了引导加载程序⒊晒σ浦擦薒操作系统,构建了根文件系统,结合僮飨低称教ǎ迪至薒程序的开发,并基于系统功能开发了数据采集、小波包分析、以太网通讯等应用程序。最后,本文利用开发的上位机监测与诊断系统软件,提供了一种易于操作、实用性强的友好界面,实现了数据监测、分析、管理和故障的诊断。关键词旋转机械,小波包分析,自适应遗传算法,嵌入式障诊断
,琣..琲琲甀猵瑂”¨,瓼瑃,,,.,琾瑂.
氐,,,珹/,,,,瑆:珽現
毕吼导年蜘监日日期:尘必』月生日学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论课题的研究目的和意义随着工业生产和科学技术的发展,各工业部门的生产设备日益向大型化、连续化、高速化、系统化及自动化方向发展,其结果是设备的组成和结构越来越复杂、生产系统本身的规模越来越大、功能越来越强、性能指标越来越高、各级生产环节的关联度越来越密切,形成了一个具有整体性的生产链【俊U饩投陨璞傅目煽啃浴可用性、维修性、经济性与安全性的要求提到了一个新的高度。旋转机械作为大型关键设备广泛应用于冶金、建材、化工、钢铁、电力等生产行业的关键生产流程中,而且在工业生产中占有非常重要的地位。其技术性能和运行情况,在很大程度上决定着企业的正常生产、产品质量和经济效益。对旋转机械进行远程故障诊断在保证生产的正常进行,避免突发事故对生产造成严重损害,提高经济效益等方面有重要传统的故障诊断系统缺乏系统间的协作能力,并且大量的诊断资源互不相通,使得基于脑冻逃τ孟低车氖迪殖晌?赡埽ü收险锒舷低彻辜萦贗环境中实现远程故障诊断,这不仅可实现多诊断系统远程协作诊断,使得系统的整断更智能,并可利用信息技术将这些丰富的资源连为一体,为大范围共享奠定基础,在工业应用中,传统的数据采集主要采用的是基于蚆架构的硬件方通用处理器的工业控制计算机系统在功耗和成本上都较难控制,特别是在高端的数据采集领域受到了很大的限制。随着嵌入式技术的不断成熟与发展,工业生产设备的智能化监测仪器的开发已经形成了一个很大的产业【。嵌入式系统,作为一种专用计算机系统,以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,可将信号采集、数据分析、人机界面等所有功能集成在一个独立的仪器中,结构简单,便于携带,能很好地满足数据采集与处理系统具有成本低、功耗低、实时性能好、小型机械故障信号检测与故障诊断系统,解决远程监测和故障快速处理问题,并进行只义,又有较大的推广应用价值。意义。这造成了系统资源的极大浪费。随着际酰乇鹗莣技术的迅速发展,体诊断能力得到提高,而且可大范围的搜索现场故障样本,增加学习机会,使得诊从根本上改