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滚动轴承摩擦力矩预报方法研究

作　者: 吕陶梅
导　师: 夏新涛
学　校: 河南科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 滚动轴承摩擦力矩预报混沌乏信息理论
分类号: TH133.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 91次
引　用: 1次
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内容摘要

滚动轴承摩擦力矩是评价轴承运转灵活性及寿命的重要指标。目前关于滚动轴承摩擦力矩预测的研究还不多,由于摩擦力矩值呈现一种随机的、非稳定的周期性变化,用传统的统计理论预测与控制常常不能取得预期的效果,本文将混沌理论引入到滚动轴承摩擦力矩预测领域,着重讨论了滚动轴承摩擦力矩时间序列的混沌特性和滚动轴承摩擦力矩时间序列局域预测问题,并结合乏信息系统理论,讨论了混沌局域区间预测问题。研究了滚动轴承摩擦力矩的混沌特性及其识别方法。提出了一种新的求解相空间重构参数的方法-灰关系法,可以同时求解最优延迟时间和嵌入维数;并采用小数据量法计算最大Lyapunov指数。通过对四种型号轴承的摩擦力矩试验所得时间序列的应用研究表明,所研究的时间序列具有混沌特性,存在着低维的奇异吸引子。在对滚动轴承摩擦力矩混沌识别的基础上,研究了滚动轴承摩擦力矩的灰混沌评估与预报模型(GCEM)。在乏信息系统理论和加权一阶局域预测模型的基础上,首先采用灰关系法同时求取相空间重构参数,然后,在不同的重构参数下,结合滚动灰自助融合理论,提出了一种新的预测模型-灰混沌评估与预报模型,该预测模型可以同时实现点预测和区间预测,以深沟球轴承HKTB的摩擦力矩试验数据作为实例进行计算分析,结果验证了GCEM模型的有效性。研究了滚动轴承摩擦力矩时间序列的多种混沌预测模型。针对既有混沌时间序列单一预测方法的局限性,选取了五种混沌预测方法,建立了混沌动态融合预测模型(CGBM),该模型有很高的预测精度和可靠度。实例分析表明该模型是有效的。本论文所研究的基本理论和方法具有通用性和可行性。研究表明本文所建立的两种模型对滚动轴承摩擦力矩的预测分析是正确可靠的,预测精度能够达到实际工程的需要,在不同的置信水平下,可靠度也很高。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第1章绪论  7-11
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 问题的提出  8
  1.3 研究目的和论文结构  8-11
    1.3.1 研究目的  8-9
    1.3.2 论文结构  9-11
第2章滚动轴承摩擦力矩概述  11-21
  2.1 轴承摩擦力矩的定义及其分类  11-12
    2.1.1 轴承摩擦力矩定义  11
    2.1.2 轴承摩擦力矩的分类  11-12
  2.2 轴承摩擦力矩的影响因素  12-13
  2.3 轴承摩擦力矩的计算方法  13-15
  2.4 轴承摩擦力矩的试验数据采集  15-18
    2.4.1 滚动轴承摩擦力矩试验仪器及原理  15-16
    2.4.2 滚动轴承摩擦力矩试验方案  16-18
  2.5 轴承摩擦力矩试验数据处理方法的选定  18-19
  2.6 本章小结  19-21
第3章滚动轴承摩擦力矩的混沌特性研究  21-39
  3.1 相空间重构思想  21-30
    3.1.1 重构参数选取的常用方法  22-24
    3.1.2 灰关系方法  24-27
    3.1.3 实例分析  27-30
  3.2 混沌特征量  30-33
    3.2.1 Lyapunov 指数  30-31
    3.2.2 分数维  31-33
  3.3 混沌的判别  33-36
    3.3.1 小数据量方法  33-35
    3.3.2 实例分析  35-36
  3.4 本章小结  36-39
第4章滚动轴承摩擦力矩的灰混沌评估和预测  39-49
  4.1 引言  39
  4.2 灰混沌模型(GCEM)的理论基础  39-42
    4.2.1 混沌预测理论  39-40
    4.2.2 基于灰自助法的点估计和区间估计  40-42
  4.3 基于GCEM 模型的滚动轴承摩擦力矩预报  42-47
    4.3.1 预测操作步骤  42-46
    4.3.2 预测结果分析  46-47
  4.4 结论  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第5章滚动轴承摩擦力矩的多种混沌预报方法研究  49-65
  5.1 混沌时间序列预测方法简介  49-52
    5.1.1 概述  49
    5.1.2 局域预测法  49-52
  5.2 真值融合技术  52-56
    5.2.1 估计真值的融合  53
    5.2.2 极差准则  53
    5.2.3 融合方法  53-56
  5.3 预测方法应用  56-63
    5.3.1 原始数据采集与处理  56-57
    5.3.2 预报结果  57-60
    5.3.3 基于乏信息融合理论的点估计和区间估计  60-63
  5.4 讨论  63-64
  5.5 本章小结  64-65
第6章结论  65-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间的研究成果  71

滚动轴承摩擦力矩预报方法研究

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