振動故障遠程診斷中的分形壓縮及分形診斷技術研究.pdf

1、振動故障診斷是目前機械設備維護管理的基本措施之一，而振動故障遠程診斷可以充分利用異地專家的知識與經驗來解決現場無法解決的復雜故障問題，從而大大提高診斷的專業(yè)化水平。研究先進的信息壓縮技術以及故障診斷方法，對于提高遠程故障診斷的信息傳輸效率和故障診斷準確性有著非常重要的現實意義。分形理論作為數學思想的新發(fā)展，可以用于刻畫對象的自相似性和不規(guī)則性，在處理非線性系統(tǒng)時具有獨特的優(yōu)點，因而已經成為研究非線性現象的重要工具。本文在分析了信息壓縮與

2、故障診斷方法研究現狀的基礎上，闡述了分形理論基本原理，并將分型理論應用于數據壓縮與故障診斷中。針對振動故障信號的特點，提出了相應的分形壓縮及分形故障診斷算法，通過轉子試驗臺模擬試驗以及實際故障振動數據進行了算法的驗證，分析了幾種典型故障的維數譜特征，為振動故障遠程診斷的實現奠定了基礎。 論文的主要工作包括： 1．在對分形壓縮的理論基礎進行分析研究的基礎上，提出了適用于振動信號壓縮的分段自仿射模型及算法，分析了模型中相關參

3、數的取值規(guī)律，仿真算例及實測信號分析結果表明：該算法具有較高的數據壓縮比和很好的信號重構精度，驗證了模型的有效性； 2．在分析形態(tài)濾波器基本原理的基礎上，針對振動信號中可能會夾雜的各類干擾，通過數值仿真和實例分析，詳細分析研究了結構元素的形狀、高度和寬度以及信號的采樣頻率對形態(tài)學濾波器濾波性能的影響，并根據實驗數據得出了應用于振動信號處理的形態(tài)濾波器結構元素的設計策略； 3．在分析關聯維數算法的基礎上，對重構相空間的參數

4、選擇以及無標度區(qū)的確定兩個問題進行了探討。在對振動信號相關積分雙對數點列的分布規(guī)律進行分析的基礎上，提出了分形無標度區(qū)的曲線．直線．曲線擬合自動識別方法以及一種能客觀計算振動信號時間序列關聯維數的改進算法，并就噪聲對信號關聯維數計算結果的影響進行了分析，將該算法應用于轉子試驗臺振動信號中，計算及分析結果驗證了算法的有效性，表明關聯維數可以作為設備狀態(tài)的量化指標和故障特征量以完成故障診斷； 4．在分析多重分形的常見定義和一般算法的