基于過(guò)程信息融合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械信息火用故障診斷研究.pdf

1、本文以國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目：“旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障信息火用診斷方法研究”為課題研究背景，以旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于對(duì)國(guó)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障診斷理論與技術(shù)研究現(xiàn)狀的分析，針對(duì)目前振動(dòng)故障診斷中依靠隨機(jī)提取的狀態(tài)信息進(jìn)行診斷存在的不足，本文提出了基于多狀態(tài)的過(guò)程信息來(lái)進(jìn)行診斷的新思路，在此基礎(chǔ)上，本文首次建立了一個(gè)全新的基于過(guò)程信息融合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械信息火用故障診斷體系，該診斷體系對(duì)振動(dòng)信號(hào)的故障判別、故障定位以及故障烈度診斷進(jìn)行了系統(tǒng)

2、的研究。
　　 首先，根據(jù)論文研究?jī)?nèi)容的需求，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子故障模擬試驗(yàn)方案，對(duì)每種故障均進(jìn)行了多次升速試驗(yàn)，獲得了大量的故障試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為論文的研究提供了強(qiáng)有力地?cái)?shù)據(jù)支持。同時(shí)通過(guò)與已有文獻(xiàn)總結(jié)的故障征兆進(jìn)行對(duì)比，不僅對(duì)所模擬故障信號(hào)的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證，還發(fā)現(xiàn)了一些故障在升速過(guò)程中新的故障征兆及過(guò)程變化規(guī)律。
　　 第二，針對(duì)當(dāng)前旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中依靠隨機(jī)抽取的狀態(tài)信息進(jìn)行診斷存在的不足，提出了基于多狀態(tài)的過(guò)程信息來(lái)進(jìn)行診斷

3、的新思路。從信息熵的思路出發(fā)，選取最能反映故障振動(dòng)信號(hào)過(guò)程變化規(guī)律的單軸振測(cè)點(diǎn)和單瓦振測(cè)點(diǎn)來(lái)構(gòu)造雙測(cè)點(diǎn)多轉(zhuǎn)速下的信息熵矩陣。并根據(jù)已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算得到了8種典型故障基于時(shí)域奇異譜熵、頻域功率譜熵以及時(shí)-頻域小波空間特征譜熵的信息熵樣本矩陣。
　　 第三，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷領(lǐng)域首次提出并定義一個(gè)全新的基于過(guò)程信息融合的概念——信息火用，并建立了旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的信息火用故障診斷方法來(lái)定量刻畫(huà)過(guò)程變化規(guī)律。分別構(gòu)造了8種典型故障

4、的時(shí)域、頻域以及時(shí)-頻域的信息火用樣本矩陣，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算演示了信息火用故障診斷方法。在實(shí)例計(jì)算中，針對(duì)該診斷方法存在的不足，通過(guò)定義信息火用空間貼近度的概念，提出了基于信息火用空間貼近度的信息火用故障診斷方法。
　　 第四，從另一個(gè)角度出發(fā)，將不同過(guò)程中對(duì)應(yīng)狀態(tài)間的過(guò)程變化規(guī)律也定義為一種新的信息火用，使得信息火用概念得以延伸，更具普遍性。由于升速過(guò)程中振動(dòng)信號(hào)的三維幅值譜最能反映振動(dòng)信號(hào)的過(guò)程變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上定義了頻域時(shí)

5、空特征譜的概念，并將其作為特征值，由此建立了基于頻域時(shí)空特征譜的信息火用故障診斷方法，并構(gòu)造了8種典型故障基于頻域時(shí)空特征譜的信息火用樣本矩陣。計(jì)算結(jié)果表明，該方法具有很強(qiáng)的故障分類能力，是一種有效的基于過(guò)程信息融合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障診斷的新方法。
　　 最后，首次建立了一個(gè)全新的基于過(guò)程信息融合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械信息火用故障診斷體系，該診斷體系對(duì)振動(dòng)信號(hào)的故障判別、故障定位以及故障烈度診斷進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，其診斷流程為：首先通過(guò)基于頻