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基于神经网络与专家系统的挖掘机回转装置液压马达的故障诊断

作　者: 刘中兴
导　师: 苏启棠
学　校: 贵州大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 挖掘机 回转装置 液压马达 故障诊断 神经网络 专家系统
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 97次
引　用: 3次
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内容摘要


现代挖掘机结构复杂、零部件精密,故障类型也层出不穷,传统的诊断技术往往不能准确地进行诊断,需要借助仪器、计算机和人工智能理论等手段进行故障诊断,及时发现和修复挖掘机的故障,避免造成更大损失。本文采用基于神经网络与专家系统的复合智能诊断系统对挖掘机回转装置液压马达进行故障诊断,具有诊断速度快、容错能力强、自动化程度高的特点,将是今后长时间的发展方向之一。本文首先深入研究和分析了挖掘机回转装置液压系统,总结了系统的故障特点、规律、原因;然后根据挖掘机回转装置液压系统的故障特点选取故障特征信号,并利用标度变换、数字滤波、快速傅里叶变换等技术对选取的信号进行处理,提取用于故障诊断的故障特征;随后本文建立了基于神经网络与专家系统的故障诊断模型,研究了挖掘机回转装置液压马达故障诊断系统的硬件、软件设计方法。考虑数据传输的准确性与可靠性,本文引入了CAN总线技术。在故障诊断系统的软件设计方面,论文应用基于Windows Embedded CE 6.0平台的Visual Studio 2005专业版编写程序,实现回转装置液压马达故障诊断。最后本文利用诊断实例说明基于神经网络与专家系统的挖掘机回转装置液压马达故障诊断系统性能良好,达到了预期的目的和要求。本文开发的故障诊断系统平台不仅可以用于回转装置液压马达的故障诊断,经拓展后还可用于挖掘机行走装置、工作装置液压系统。同时本文的研究成果对其他工程机械液压系统的故障诊断也有一定的应用价值。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 课题提出的背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 挖掘机液压系统故障诊断技术概述  9-12
    1.3.1 故障诊断技术的发展历史  9-10
    1.3.2 液压系统的故障诊断方法  10-12
  1.4 本课题的研究内容  12-14
第二章 挖掘机回转装置液压系统组成及其故障分析  14-22
  2.1 挖掘机回转装置简介  14-17
  2.2 回转装置液压系统的故障特点  17-18
  2.3 回转装置液压系统的故障规律  18-19
  2.4 回转装置液压马达的故障知识整理  19-21
  2.5 本章小结  21-22
第三章 挖掘机回转装置液压系统的信号处理及特征分析  22-31
  3.1 回转装置液压系统特征信号的选取  22-24
    3.1.1 特征信号的选取原则  22
    3.1.2 特征信号的选定  22-24
  3.2 标度变换  24-26
  3.3 特征信号的预处理  26-29
  3.4 信号的特征提取  29-30
  3.5 本章小结  30-31
第四章 人工神经网络与专家系统的基本原理  31-46
  4.1 人工神经网络  31-40
    4.1.1 人工神经网络简介  31-32
    4.1.2 人工神经网络的基本概念  32-37
    4.1.3 BP神经网络  37-40
  4.2 专家系统  40-45
    4.2.1 专家系统简介  40-41
    4.2.2 专家系统的基本机构  41-43
    4.2.3 挖掘机回转装置液压马达故障诊断专家系统的知识库  43-45
  4.3 本章小结  45-46
第五章 基于神经网络与专家系统的回转装置液压马达故障诊断的研究  46-51
  5.1 神经网络与专家系统的结合  46-48
    5.1.1 神经网络与专家系统的特点分析  46-47
    5.1.2 神经网络与专家系统的互补  47-48
  5.2 基于神经网络与专家系统的故障诊断模型的设计  48-49
  5.3 推理机制与解释机制  49-50
    5.3.1 推理机制  49-50
    5.3.2 解释机制  50
  5.4 本章小结  50-51
第六章 挖掘机回转装置液压马达故障诊断系统的设计  51-68
  6.1 硬件设计  51-61
    6.1.1 硬件设计原则  51-52
    6.1.2 采集单元  52-53
    6.1.3 工控机  53-55
    6.1.4 CAN总线的设计  55-61
  6.2 软件设计  61-67
    6.2.1 故障诊断系统软件结构  61-62
    6.2.2 故障诊断系统开发平台的设计  62-63
    6.2.3 人机界面的设计  63-67
  6.3 本章小结  67-68
第七章 结论与展望  68-70
  7.1 结论  68-69
  7.2 展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-73
附录  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工机械和设备 > 土工机械、挖掘机械 > 挖掘机
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