基于灰色理論和油液分析的不等距預測模型與故障診斷研究.pdf

1、現(xiàn)代的設(shè)備管理體現(xiàn)在設(shè)備的終身服務中，包括設(shè)備運行、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、趨勢預報、決策維修等，所采用的技術(shù)手段及分析方法有幾十種之多，并向著智能化、綜合化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，全面更新了原有的管理概念。高級精密的設(shè)備監(jiān)測、診斷、分析儀器及高水平的管理技術(shù)人員，已成為現(xiàn)代化企業(yè)重要且不可缺少的組成部分。 油液分析技術(shù)憑借其一些顯著的優(yōu)點如比振動與噪聲監(jiān)測能更全面地反映設(shè)備的故障和技術(shù)狀態(tài)，并能更早地發(fā)現(xiàn)和預報故障，已經(jīng)成為目前磨損檢測和診

2、斷中的一項極為重要的技術(shù)而被廣泛用于礦山、港口、航空、軍事等不同領(lǐng)域。 然而油液分析周期較長、成本較高，多數(shù)情況下是離線分析的，其數(shù)據(jù)常常要少于采用別的方法獲取的數(shù)據(jù)，因此專門研究貧信息和少信息的灰色系統(tǒng)理論在油液監(jiān)測中得到了應用。本文正是通過灰色不等距預測模型的研究、灰色關(guān)聯(lián)分析方法的研究以及磨損狀態(tài)、磨損模式貢獻順序的灰靶分析研究，充實灰色系統(tǒng)理論的內(nèi)容，拓寬灰色系統(tǒng)理論有關(guān)方法、模型在油液監(jiān)測中的應用范圍，從而推動油液分析

3、有關(guān)理論和技術(shù)的發(fā)展。 灰色預測模型具有要求樣本數(shù)據(jù)少、計算方便、預測精度較高并且可對結(jié)果進行校驗等優(yōu)點，因此被廣泛應用。傳統(tǒng)的GM(1，1)模型只適用于等間距序列的建模預測。實踐中，經(jīng)常會遇到不等間距的情況，于是一些不等距灰色建模方法被提出來，不過難免有些缺陷。其中一般累加生成差分UGM(1，1)模型中平滑值是一種等權(quán)生成，不符合數(shù)據(jù)的實際情況，因此作者在該模型的基礎(chǔ)上提出一種平滑值權(quán)值尋優(yōu)生成的RUGM(1，1)模型，使預測

4、精度提高了10﹪以上，同時計算量并未明顯增加。還通過實踐指明UGM(1，1)模型應用中的一些條件及注意事項，并給出了一些建議。 現(xiàn)代機械設(shè)備越來越龐大、系統(tǒng)越來越復雜，在實施狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷時往往需要進行系統(tǒng)構(gòu)成因素分析，其中由于灰色關(guān)聯(lián)分析不需要大量數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)分布也無要求的優(yōu)點而被廣泛采用。文中通過應用鄧氏關(guān)聯(lián)度和一種加權(quán)關(guān)聯(lián)度模型的實例分析說明灰色關(guān)聯(lián)分析要優(yōu)于一般的關(guān)聯(lián)度計算模型，同時根據(jù)分析結(jié)果指出通過關(guān)聯(lián)度分析，可

5、以進行故障診斷時的因素間相互印證或少信息時的狀態(tài)推判，也可以為了減少監(jiān)測成本而略去部分指標的檢驗。 針對目前的灰色關(guān)聯(lián)分析模型多數(shù)得到的是由非負值組成的關(guān)聯(lián)序，不能真實表達事物因素間正相關(guān)、負相關(guān)情況的缺陷，作者建立了一種能夠較好描述因素間正相關(guān)、負相關(guān)情況的關(guān)聯(lián)分析模型即DS型灰色關(guān)聯(lián)模型，并證明了該模型滿足灰關(guān)聯(lián)的四個公理，實踐也驗證了該模型的有效性和優(yōu)點。 故障診斷中往往沒有標準故障模式或者標準序列，而應用灰色關(guān)聯(lián)

6、分析模型計算分析時必須存在一個已知序列作為參考，這限制了關(guān)聯(lián)分析模型的應用，對此，作者引入灰色系統(tǒng)理論中新近出現(xiàn)的灰靶理論，采用油樣的分析鐵譜監(jiān)測結(jié)果作為分析指標，進行設(shè)備磨損狀態(tài)的評判和磨損模式對設(shè)備磨損的貢獻順序分析，研究表明灰靶理論可以有效地用于油液分析中；通過研究得出了灰靶理論應用的一些條件并提出了一些建議，如應選擇能集中反映研究對象中各種因素相互作用及影響的綜合結(jié)果的指標進行分析等。為了將定性的分析鐵譜結(jié)果量化，文中還提出一種

7、有效地量化分析鐵譜結(jié)果的方法，綜合考慮了磨粒的形貌、尺寸、數(shù)量和成分，為鐵譜分析的數(shù)字化、計算機實現(xiàn)提供了一種新的途徑。 文中還選擇油樣的直讀鐵譜分析結(jié)果作為分析指標，應用灰靶理論進行基于柴油機磨合規(guī)范優(yōu)化的磨合油的優(yōu)選，計算結(jié)果和實際結(jié)果一致。 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究需要實際的設(shè)備支持。作者將前人的研究成果和本文的研究成果結(jié)合起來，參與了上海通用汽車有限公司沖壓生產(chǎn)線等設(shè)備的故障診斷，研制的《SGM沖壓線狀態(tài)監(jiān)測、故障