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多无量纲免疫检测器的机组并发故障诊断技术研究

作　者: 邵龙秋
导　师: 李铁鹰；张清华
学　校: 太原理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 人工免疫系统并发故障无量纲指标免疫检测器遗传编程集成诊断
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
引　用: 3次
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内容摘要

生物免疫系统是一个具有模式识别、分布式检测、记忆能力、自学习能力、多样性等特征的系统。借鉴生物免疫系统,以生物免疫系统具有的诸多特性为基,解决实际工程与应用中的问题,便诞生了人工免疫系统这一极具生命力的新兴学科。由免疫系统自己-非己识别机理衍生而来的阴性选择算法的提出为故障诊断领域提供了新思路和新方法。在阴性选择算法中采用无量纲指标进行旋转机械的故障诊断是一种非常有效的诊断方法。但是到目前为止,可供使用的无量纲指标数目有限,应用在多重并发故障诊断的无量纲指标更是少之又少。近年来,借鉴仿生学的思想,基于生物体系的生物进化、细胞免疫、神经细胞网络等的某些机制,利用抽象描述的数学语言模仿生物体系和人类的智能机制,产生了计算智能。遗传编程是计算智能理论中一种崭新的、重要的方法。遗传编程将遗传算法和计算机程序有机结合,具有在候选解表示上的动态结构特点和搜索寻优机制上全局性的特点,在计算智能中的应用越来越广泛。本文利用遗传编程构建新的无量纲指标,把遗传编程作为一种智能的层式结构优化算法,以现有的无量纲指标为初始参数,通过对原始参数的重新组合和优化,形成新的复合参数。把分类效果作为判断参数优劣程度的准则,获得了具有最佳识别能力的优化指标。仿真结果表明,优化指标对于并发故障有很好的诊断能力。针对本文在无量纲指标免疫检测器的生成过程中因进行约简、聚类等分类处理而丢失部分有用故障特征信息的不足,采用了利用各无量纲指标免疫检测器进行集成诊断的弥补方法。仿真结果表明,该方法具有较高的诊断准确率。以茂名乙烯厂橡胶装置二线挤压脱水机GY6204及膨胀干燥机GY6205为工业应用背景,设计了“橡胶装置二线挤压脱水机GY6204及膨胀干燥机GY6205智能故障诊断系统”。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-19
第一章绪论  19-27
  1.1 旋转机械故障诊断技术的研究意义  19-20
  1.2 故障诊断技术的发展概况  20-21
  1.3 多重并发故障  21-22
  1.4 旋转机械并发故障诊断技术新进展  22-26
    1.4.1 基于神经网络的并发故障诊断方法  22-23
    1.4.2 基于模糊逻辑推理的并发故障诊断方法  23
    1.4.3 基于模糊神经网络的并发故障诊断方法  23
    1.4.4 基于专家系统的并发故障诊断方法  23-24
    1.4.5 智能融合并发故障诊断方法  24
    1.4.6 基于人工免疫系统的故障诊断方法  24-26
  1.5 论文主要内容及安排  26-27
第二章旋转机械故障诊断原理  27-44
  2.1 旋转机械故障诊断概述  27-28
  2.2 振动诊断系统概述  28-35
    2.2.1 测振传感器  28-29
    2.2.2 振动信号的采集与处理  29-35
  2.3 振动诊断的基础工作  35-38
    2.3.1 了解诊断对象  35-36
    2.3.2 选择测点  36
    2.3.3 确定测量参数  36-37
    2.3.4 确定测量周期  37
    2.3.5 确定判断标准  37-38
  2.4 旋转机械典型故障  38-42
    2.4.1 转子不平衡  38
    2.4.2 转子不对中  38-39
    2.4.3 转子碰摩  39
    2.4.4 机械松动  39-40
    2.4.5 油膜振荡  40
    2.4.6 转轴裂纹  40-41
    2.4.7 齿轮箱故障  41
    2.4.8 其它常见典型故障  41-42
  2.5 旋转机械典型故障特征提取  42-43
  2.6 本章小结  43-44
第三章基于人工免疫系统的故障诊断原理  44-57
  3.1 生物免疫系统  44-46
    3.1.1 生物免疫系统概述  44-45
    3.1.2 生物免疫系统的特点  45-46
  3.2 人工免疫系统  46-55
    3.2.1 人工免疫网络模型  46-47
    3.2.2 人工免疫算法  47-52
    3.2.3 人工免疫系统的典型应用  52-55
  3.3 基于人工免疫系统的故障诊断  55-56
  3.4 本章小结  56-57
第四章新无量纲指标的构建  57-79
  4.1 无量纲指标  57-60
    4.1.1 概率密度函数  57-58
    4.1.2 无量纲指标的定义  58-59
    4.1.3 无量纲指标的优越性  59-60
  4.2 构建新的适用于并发故障诊断的无量纲指标  60-78
    4.2.1 实验平台介绍  60-63
    4.2.2 遗传编程  63-70
    4.2.3 新无量纲指标的构建  70-78
  4.3 本章小结  78-79
第五章多无量纲免疫检测器的机组并发故障诊断实验及仿真  79-91
  5.1 无量纲指标计算与故障特征提取  79-81
  5.2 无量纲免疫检测器的生成  81-83
  5.3 集成诊断  83-84
  5.4 多无量纲免疫检测器的机组并发故障诊断实验及仿真  84-90
    5.4.1 基于人工免疫系统的机组故障诊断系统软件  84-86
    5.4.2 多无量纲免疫检测器的机组并发故障诊断仿真实验  86-90
  5.5 本章小结  90-91
第六章挤压脱水机及膨胀干燥机智能故障诊断系统设计  91-99
  6.1 橡胶装置二线挤压脱水机GY6204 及膨胀干燥机GY6205  91-92
    6.1.1 挤压脱水机GY6204  91-92
    6.1.2 膨胀干燥机GY6205  92
  6.2 挤压脱水机及膨胀干燥机智能故障诊断系统技术方案  92-97
    6.2.1 机组运行状态的在线监测  92-95
    6.2.2 机组故障诊断的实现  95-96
    6.2.3 系统构成及实施方案  96-97
  6.3 挤压脱水机及膨胀干燥机智能故障诊断系统软件  97-98
  6.4 挤压脱水机及膨胀干燥机智能故障诊断系统运行情况  98
  6.5 本章小结  98-99
第七章总结与展望  99-100
参考文献  100-104
致谢  104-105
攻读学位期间发表的学术论文目录  105

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