主軸系統(tǒng)狀態(tài)流形空間融合演變趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、生產(chǎn)發(fā)展的高需求推動(dòng)了科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，加速了電子、計(jì)算機(jī)、信號(hào)檢測(cè)與處理、網(wǎng)絡(luò)通訊以及控制等多學(xué)科的發(fā)展。在機(jī)械制造加工領(lǐng)域，高檔數(shù)控機(jī)床成為制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，機(jī)床的主軸系統(tǒng)對(duì)加工零件的精度、質(zhì)量和壽命起決定作用。利用以計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理等多學(xué)科為基礎(chǔ)的多傳感器及多空間域融合技術(shù)進(jìn)行主軸系統(tǒng)狀態(tài)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，能夠有效的提高預(yù)測(cè)精度，減少損失，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)維護(hù)提供技術(shù)支持。本文主要以高檔數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)為研究對(duì)象，監(jiān)測(cè)主軸在空載和加載等不同運(yùn)行

2、條件下主軸電機(jī)三相電流信號(hào)和靠近軸端的振動(dòng)信號(hào)，利用提升小波對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪，對(duì)主軸電流進(jìn)行原始融合，并對(duì)電流、振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域及時(shí)-頻域等多空間域分析，對(duì)特征參量進(jìn)行計(jì)算，分別構(gòu)建多源融合信號(hào)多域融合高維空間。采用流形學(xué)習(xí)方法提取高維流形空間的低維嵌入流形，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)狀態(tài)識(shí)別和預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究。主要完成的工作有:
　　(1)以數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)三相電流信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)為研究對(duì)象，觀察了信號(hào)在主軸特定運(yùn)行條件和狀態(tài)下的變化趨

3、勢(shì)和特點(diǎn)，通過(guò)研究特定運(yùn)行條件下其融合高維空間的低維嵌入流形的變化特點(diǎn)，提出了基于距離判據(jù)和流形差異度參數(shù)的狀態(tài)量化識(shí)別方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)信號(hào)驗(yàn)證了方法的正確性。
　　(2)分析了流形差異度和增量流形相似度參數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以增量流形為基礎(chǔ)，構(gòu)建增量流形序列，研究了增量流形序列變化的特點(diǎn)和規(guī)律，用最小二乘法確定經(jīng)驗(yàn)公式并求解，進(jìn)行單步預(yù)測(cè)。提出設(shè)置多級(jí)序列帶寬實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)預(yù)警的思路。進(jìn)行主軸電機(jī)電流測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了原始融合及多域空間分