收藏本站
《天津大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于小波分析与神经网络的轴承故障诊断研究

张维新  
【摘要】: 随着机械设备复杂程度和自动化水平的提高,机械设备故障诊断的重要性日益显著,而选择合适的诊断方法对于诊断结果是否精确至关重要。在智能故障诊断技术的研究中,小波分析和神经网络技术都是热点研究内容,也是研究的前沿。小波分析和神经网络的结合,也是一个吸引人的课题。 本文研究了小波分析基本理论,根据小波包变换能将信号按任意时频分辨率分解到不同频段的特性,提出基于小波包能量的特征提取方法,仿真实验证实了该方法的正确性和有效性。 本文综述了BP神经网络、RBF神经网络及Fuzzy ART网络的建模原理与训练算法,针对BP算法的不足,介绍了Levenberg-Marquardt优化算法。 小波分析具有良好的时—频局部化特征,因而非常适于对瞬态或时变信号进行分类,而人工神经网络可完成非线性系统辨识和模式分类。利用上述原理建立了基于小波的神经网络智能诊断模型,并用于滚动轴承的故障诊断。根据滚动轴承振动信号的频域变化特征,首先采用小波包分析对其建立频域能量特征向量,然后利用神经网络完成滚动轴承故障模式的识别。试验结果表明,系统不仅能够检测到轴承故障的存在,而且能够比较准确地识别轴承的故障模式。 BP神经网络采用Levenberg-Marquardt优化算法,收敛速度快,具有较高的故障诊断准确率,但仍存在收敛不稳定的缺点。径向基函数网络无论是在网络结构、网络性能还是网络容错性等方面都要明显优于BP网络模型;基于小波分析和径向基函数神经网络的故障模式识别方法能够更高效、准确地进行故障模式识别,能够更好的应用于机械故障诊断中。Fuzzy ART网络模型对已学过的对象具有稳定的快速识别能力,但其故障诊断准确率低于RBF神经网络与BP神经网络。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R197.39

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡昌华,张军波,李学锋;一种基于小波和人工神经网络的故障检测与诊断方法[J];航天控制;2000年02期
2 黄险峰,宋军英,邓红湘;基于小波分析的电力系统电磁暂态信号压缩[J];继电器;2001年07期
3 黄险峰,冯庆东,王芝茗;基于小波分析的高压输电线故障信号压缩[J];东北电力技术;2001年04期
4 董广明;陈进;雷宣扬;宁佐贵;王东升;王雄祥;;基于小波包-神经网络方法的支撑座连接螺栓松动损伤诊断的实验研究[J];机械科学与技术;2006年01期
5 陈长征,罗跃纲,张省,虞和济;基于小波分析的机械故障特征提取研究[J];机械强度;2001年02期
6 吴浩中,王开文;小波包-神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用[J];交通运输工程学报;2003年02期
7 陈长征,周永;小波神经网络法在柴油机故障诊断中的应用[J];内燃机学报;2002年01期
8 羊拯民,朱忠奎;小波包分解与神经网络相结合的变速箱齿轮故障识别[J];农业机械学报;2001年05期
9 李郁侠;陈继尧;刘立峰;;基于神经网络和小波分析的机组振动故障诊断[J];武汉大学学报(工学版);2006年05期
10 杨其俊,孙辉,裴峻峰;小波神经网络在往复泵故障诊断中的应用[J];石油机械;1999年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 党明瑞,董宇翔;用Bayes网络对光纤接入网供电系统故障的监控[J];半导体光电;2000年04期
2 朱新利;装甲车辆电气系统自动测试系统的研究[J];车辆与动力技术;2001年03期
3 张洪彦,周广明,宁克焱;综合传动装置状态监测与故障诊断系统的研究[J];车辆与动力技术;2004年03期
4 蒋瑜,陈循,杨雪;智能故障诊断研究与发展[J];兵工自动化;2002年02期
5 王俊国,闽松,赵金,万淑芸;基于模糊Petri网的故障诊断方法[J];兵工自动化;2002年06期
6 方鹏,韩秋实;大型旋转机械故障诊断的专家系统框架[J];北京机械工业学院学报;1999年03期
7 徐小力,梁福平,许宝杰,韩秋实,王为真;旋转机械状态监测及预测技术的发展与研究[J];北京机械工业学院学报;1999年04期
8 王国锋,王子良,秦旭达,王太勇;基于小波包和径向基神经网络轴承故障诊断[J];北京科技大学学报;2004年02期
9 陈德;一种智能化双通道振动监视仪[J];北京联合大学学报;1997年01期
10 颜湘莲,文远芳;模糊神经网络在变压器故障诊断中的应用研究[J];变压器;2002年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡琳;陈家斌;黄远灿;徐建华;;基于神经网络专家系统的卫星姿态确定系统故障诊断[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
2 陈长征;勾轶;唐任远;;基于小波包频带能量分析的电机振动故障信号特征提取[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
3 黄海舟;;贝叶斯网络用于汽轮机组工频振动诊断[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
4 安宁丽;曹巨江;;喷气织机中凸轮开口机构的进化设计[A];第五届全国凸轮机构学术会议暨中日凸轮学术交流会议论文集[C];2003年
5 张伟;韩亮;吴玉林;;水电机组状态监测及数据分析软件系统的研制[A];全国大中型水电厂技术协作网第二届年会论文集[C];2005年
6 张伟;韩亮;陈斌;张俊华;;基于CPLD控制的水电机组在线监测系统数据采集卡设计[A];全国大中型水电厂技术协作网第二届年会论文集[C];2005年
7 沈士明;朱利洪;;含缺陷压力管道失效载荷的模糊神经网络预测技术[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年
8 蒋翠清;朱鹏;李虎;;基于FF总线的内燃机车水阻试验及其专家系统的研究[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
9 彭道刚;杨平;王志萍;徐春梅;曾婧婧;;基于自组织竞争神经网络的热工设备状态诊断[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
10 刘辉;颜鹏;刘俊;温何;;基于BP网络的真空灌封机故障自诊断系统[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁浩;新型信息处理技术在气液两相流流型辨识中的应用研究[D];浙江大学;2005年
2 罗忠辉;大型薄板坯热连轧机异常振动与故障监测研究[D];广东工业大学;2005年
3 傅瑜;小波分析在旋转机械故障诊断中的应用[D];西安电子科技大学;1998年
4 高英杰;轧机AGC液压系统故障诊断技术的研究[D];燕山大学;2000年
5 董泽;锅炉高温承压部件寿命预测及运行分析专家系统的研究[D];华北电力大学;2001年
6 李志敏;基于振动分析的内燃机主轴承状态监测与故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2001年
7 卜发东;软土地区土密实度瞬态锤击测试及分析方法研究[D];浙江大学;2001年
8 孙颖楷;内燃机智能故障诊断系统的研究及应用[D];重庆大学;2001年
9 张天宏;民航发动机远程故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
10 李阳春;自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程传胜;信息融合技术在机车牵引电机故障诊断中的应用研究[D];中南大学;2005年
2 陈淼峰;基于EMD与支持向量机的转子故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
3 刘尧;公路桥梁在大件运输中的若干问题研究[D];浙江大学;2006年
4 谢卫芳;对交流电机故障引起振动的研究[D];河海大学;2006年
5 秦华俊;近红外光谱分析技术在食品、饲料中的应用研究[D];南昌大学;2007年
6 朱全;基于网络的矿用通风机故障预警及性能测定系统的开发[D];北京工业大学;2008年
7 王轶;基于数据挖掘的机车牵引变流器故障诊断[D];西南交通大学;2005年
8 崔东艳;小波分析在小电流接地故障选线上的应用研究[D];燕山大学;2004年
9 徐涛;基于无载测功和转速波动的发动机故障诊断系统[D];大连理工大学;2005年
10 管庆祥;大型旋转机械故障预防与诊断系统研究[D];大连理工大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 段晨东,李凌均,何正嘉;第二代小波变换在旋转机械故障诊断中的应用[J];机械科学与技术;2004年02期
2 陈晓燕,莫金垣;基于提升格式的小波变换用于处理化学信号[J];分析测试学报;2004年01期
3 段晨东,姜洪开,何正嘉;一种改进的第2代小波变换算法及应用[J];西安交通大学学报;2004年01期
4 程军圣;于德介;杨宇;;EMD方法在转子局部碰摩故障诊断中的应用[J];振动、测试与诊断;2006年01期
5 陆爽,李萌;基于小波神经网络的滚动轴承故障诊断[J];化工机械;2004年03期
6 陈丽华;纸机轴承故障的诊断分析和维护[J];中国造纸;2003年12期
7 黄文生;李东侠;陆卫忠;;基于BP神经网络的故障诊断仿真研究[J];电子工程师;2006年06期
8 胡婧;杨曙年;;基于BP神经网络的滚动轴承故障诊断研究[J];机械与电子;2006年04期
9 王政,吴运新,黄神富;基于BP神经网络的摊铺机智能故障诊断[J];机械工程与自动化;2004年06期
10 徐芃;徐士进;尹宏伟;;有杆抽油系统故障诊断的人工神经网络方法[J];石油学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周福昌;基于循环平稳信号处理的滚动轴承故障诊断方法研究[D];上海交通大学;2006年
2 袁海英;基于时频分析和神经网络的模拟电路故障诊断及可测性研究[D];电子科技大学;2006年
3 黄大荣;复杂系统的故障预测理论及其在励磁系统中的应用研究[D];重庆大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 印欣运;声发射技术在旋转机械碰摩故障诊断中的应用[D];清华大学;2005年
2 时丽娜;面向故障诊断的传感器布局和微弱信号检测方法的研究[D];上海交通大学;2007年
3 周洁;裂纹声发射源定位研究及发展趋势预估初探[D];广西大学;2007年
4 姜小荧;基于小波分析的滚动轴承故障诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2005年
5 王平;基于小波—神经网络的电机轴承故障诊断[D];太原理工大学;2005年
6 黄建鸿;基于小波包分析的滚动轴承故障智能诊断[D];南昌大学;2005年
7 黄建新;多传感器数据融合技术在轴承故障诊断中的应用研究[D];武汉理工大学;2006年
8 徐学勇;爆破震动信号的小波分析方法研究[D];武汉理工大学;2006年
9 刘夏;滚动轴承故障诊断的信号采集与处理系统[D];南昌大学;2006年
10 燕碧娟;振动筛损伤的声发射信号处理方法研究[D];太原理工大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翁海娜,房建成,杨功流,张振鹏;基于调频高斯小波变换的导航传感器故障诊断[J];北京航空航天大学学报;2002年04期
2 宋友,柳重堪,李其汉;基于小波包分解的早期碰摩故障诊断研究[J];北京航空航天大学学报;2003年01期
3 奚风丰;滚动轴承振动特征频率的傅氏分析[J];轴承;1987年01期
4 郭亚军;张士昌;;基于小波神经网络矿山安全的评价模型[J];东北大学学报(自然科学版);2006年06期
5 黄国建,王建华,芦国强;提高人工神经网络BP算法收敛速度的几种方法[J];华东船舶工业学院学报;1994年02期
6 梅志坚,师汉民,昌松,杨叔子;信号功率谱特征变化的时域快速诊断[J];华中科技大学学报(自然科学版);1988年03期
7 蔡志强,吴雅,周笠,杨叔子;故障诊断与切削颤振的小波分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);1993年01期
8 董新洲,贺家李,葛耀中;小波变换 第2讲 离散小波变换[J];继电器;1999年02期
9 董新洲,贺家李,葛耀中;小波变换 第1讲 基本概念[J];继电器;1999年01期
10 莫琦,陈立定,冯太合;小波包在旋转机械故障振动信号处理中的应用[J];计算技术与自动化;2005年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 欧阳洲;抽油杆裂纹的电涡流检测[D];西安理工大学;2002年
2 张彦宁;基于小波分析的水电机组在线监测与故障诊断的研究[D];西安理工大学;2003年
3 马世纪;基于小波分析的水轮机故障诊断研究[D];武汉大学;2004年
4 施晓良;基于振动模态分析和神经网络技术的结构损伤辨识[D];西北工业大学;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026