收藏本站
《大连理工大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

计算智能在机械设备故障诊断中的应用研究

冯志鹏  
【摘要】: 在理论方面,重点研究了计算智能理论与方法在机械设备振动故障诊断中的应用,在实践方面,针对石化企业中的旋转机械开发了具有实用价值的基于Intranet的大型机组在线状态监测与故障诊断系统。 在机械设备状态预测方面,研究了基于神经网络的时间序列预测。 针对生产实践中设备运行的非平稳性,基于动态预测思想,研究了非平稳时间序列的自适应线性单元(Adaline)神经网络预测,讨论了Adaline和自回归(AR)模型之间的关系,提出根据AR模型定阶方法确定Adaline预测模型的输入神经元数目,分析了自适应学习率对预测性能的影响,为机械设备状态预测提供了一种方法。 研究了基于广义回归神经网络(GRNN)的大型旋转机械振动状态预测,提出了应用BIC准则确定GRNN预测模型输入神经元数目的方法,将GRNN用于大型机组振动峰—峰值时间序列的预测,与采用误差反向传播学习算法的三层前馈感知器网络(BPNN)的预测结果对比表明,GRNN的预测性能优于BPNN,而且,即使样本数据稀少,也能获得满意的预测结果。 在故障诊断方面,提出了计算智能理论和方法集成的诊断方案。该方案的基本思想是利用粗糙集理论对数据不完整性和不确定性的分析处理能力实现故障诊断知识发现,即从监测诊断数据或诊断案例中发现关键诊断条件,提取或优化诊断规则,在最优诊断决策系统的基础上,设计神经网络或模糊神经网络,利用其模式识别能力实现故障诊断。该方案通过将计算智能领域中各种理论和方法有机结合,互相取长补短的方式,达到降低诊断成本,提高诊断效率的目的。 对于连续的定量故障诊断数据(监测数据),以4135柴油机为例,提出了自组织映射(SOM)/模糊c-均值(FCM)—粗糙集—自适应模糊神经网络推理系统(ANFIS)集成的具体故障诊断实施方案:首先,应用SOM或FCM离散故障诊断数据中的连续属性值;然后,基于粗糙集理论应用遗传算法计算诊断决策系统的约简,按照实际需要确定诊断条件;最后,根据系统约简设计ANFIS进行故障诊断。约简前后ANFIS的训练过程表明,基于粗糙集理论的约简处理减少了ANFIS的输入变量数目,避免了“维数灾难”问题。ANFIS与BP神经网络的训练和诊断结果对比显示,ANFIS的训练时间短,诊断精度高。 对于离散的定性故障诊断数据(专家经验或诊断案例),以大型旋转机械为例,提出了广义粗糙集理论与神经网络集成的具体故障诊断实施方案:首先应用基于相似关系的广义粗糙集理论对旋转机械振动故障诊断的非完备决策系统进行约简,得到更为简明的最优诊断规则;然后根据最优决策系统建立BP神经网络进行故障诊断。约简前后网络的训练过程表明,基于粗糙集理论的约简处理简化了网络结构,提高了训练效率。 在故障诊断的实践方面,根据课题要求,在理论研究的基础上,以Microsoft Visual C++ 6.0为基本开发工具,综合利用数据库、Matlab C/C++数学函数库、多线程和Windows Sockets网络编程等技术开发了基于Intranet的大型机组在线状态监测与故障诊断系统。系统通过企业内部局域网,采用客户机/服务器模式,实现了远程监测诊断,企业管理和检修人员可以方便地了解机组的运行状态,及时地做出相关决策。针对旋转机械的振动特点,系统提供了功能比较完善的信号分析方法,在研究总结大量文献资料的基础上,研制了故障种类比较齐全的自动诊断和人机交互诊断模块,在这些功能的支持下,可以方便地识别一些常见故障。目前该系统在企业中运行稳定,用户反馈意见良好。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP277

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈青松;冯志鹏;曹建伟;;透平压缩机组远程在线振动监测诊断系统的开发及应用[J];中国设备工程;2011年03期
2 武装;;基于粒子群的粗糙集属性约简与数控机床故障诊断研究[J];组合机床与自动化加工技术;2012年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽君;基于支持向量机和免疫算法的故障检测与诊断[D];华东理工大学;2011年
2 胡秀琴;旋转机械故障诊断技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 宋丽婷;天然气深冷燃气轮机故障诊断专家系统研究[D];东北石油大学;2011年
4 张恒;全矢谱—支持向量数据描述及故障诊断应用研究[D];郑州大学;2011年
5 马芙蓉;大型机械设备在线监测系统的研究[D];天津大学;2010年
6 于宗艳;基于人工免疫算法的故障诊断问题研究[D];大庆石油学院;2006年
7 朴银姬;大型复杂设备故障远程监测方法的研究[D];东北大学;2006年
8 罗毅;基于灰色理论与广义回归神经网络的客运量预测模型研究[D];西南交通大学;2007年
9 石复习;基于BP网络的利乐包装设备预防性维护系统的研究及优化设计[D];西北农林科技大学;2008年
10 王义飞;粗糙集—神经网络在机械故障诊断中的应用研究[D];太原理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周杨平,赵炳全;利用遗传算法的核电厂故障诊断方法[J];清华大学学报(自然科学版);1999年12期
2 简相超,郑君里;混沌和神经网络相结合预测短波通信频率参数[J];清华大学学报(自然科学版);2001年01期
3 胡可云,陆玉昌,石纯一;粗糙集理论及其应用进展[J];清华大学学报(自然科学版);2001年01期
4 陈真勇,何永勇,褚福磊,黄靖远;递阶结构进化神经网络在故障诊断中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2002年06期
5 褚福磊,李贵三,张正松;旋转机械常见故障的振动三维谱特征及其识别[J];清华大学学报(自然科学版);1996年07期
6 李永敏,朱善君,陈湘晖,张岱崎,韩曾晋;基于粗糙集理论的数据挖掘模型[J];清华大学学报(自然科学版);1999年01期
7 程昳;常用预测方法及评价综述[J];四川师范大学学报(自然科学版);2002年01期
8 丁彩红,黄文虎,姜兴谓;Petri网用于故障诊断[J];计算机工程与设计;2000年01期
9 杜海峰,王孙安,丁国锋;基于粗糙集与模糊神经网络的多级压缩机诊断[J];西安交通大学学报;2001年09期
10 袁小宏,赵仲生,屈梁生;粗糙集理论在机械故障诊断中的应用研究[J];西安交通大学学报;2001年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;An information-based rough set approach to critical engineering factor identification[J];Water Science and Engineering;2008年03期
2 董胜;王鸿章;;不协调决策信息系统的一种协调化算法[J];平顶山学院学报;2008年05期
3 李倩;董胜;;基于包含度的不一致决策表规则获取[J];平顶山学院学报;2009年05期
4 张晓华;梁俊奇;;Rough集理论在社会软环境中的应用[J];平顶山学院学报;2009年05期
5 李倩;;一种基于包含度的待识样本决策算法[J];平顶山学院学报;2010年02期
6 王巍;田珂;;RC扰动下Hopfield神经网络稳定性分析[J];平顶山学院学报;2010年02期
7 粱芝兰;ANN技术在水泵设计中的应用[J];排灌机械;1994年04期
8 李平;;组织知识和谐管理及其和谐主题研究[J];管理学家(学术版);2010年02期
9 王兴宇;用计算机解决8 puzzle problem[J];江西化工;2004年04期
10 陈贞;;基于属性权重的区分矩阵启发式约简算法[J];莆田学院学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章曙光;;基于CBR的电力负荷预测系统的研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 尹宗成;;粗糙集理论在我国粮食产量预测中的应用[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
3 危前进;董荣胜;孟瑜;崔更申;;基于粗糙集的机械装配知识发现方法[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
4 ;Fuzziness in Covering Generalized Rough Sets[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 李雄;党生;;基于Rough集理论的战场侦察情报处理[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 陈保家;李力;赵新泽;;基于尺度-小波能量谱、粗糙集和神经网络集成的内燃机故障诊断方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 谭琳;文成林;;一种基于多模式的故障检测方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 隋金雪;杨莉;华臻;张鑫;;改进的BP网络在火焰燃烧状态识别中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论建立中老年肺炎中医症候诊断标准[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
3 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
4 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
6 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
9 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
10 韩冬振;远程诊断中心的设计与实现[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴宏民;包装机械技术发展趋势及我国的应对[J];轻工机械;2003年04期
2 武彬,沈幼庭;一种模糊神经网络的改进学习算法[J];清华大学学报(自然科学版);1999年10期
3 简相超,郑君里;混沌和神经网络相结合预测短波通信频率参数[J];清华大学学报(自然科学版);2001年01期
4 崔德光,吴淑宁,徐冰;空中交通流量预测的人工神经网络和回归组合方法[J];清华大学学报(自然科学版);2005年01期
5 姜爱国,王雪;车轮踏面擦伤的集成粗糙神经网络预示诊断[J];清华大学学报(自然科学版);2005年02期
6 蒋东翔,倪维斗;大型汽轮发电机组混合智能诊断方法的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1999年03期
7 张艾萍,李艳秋,叶荣学;汽轮发电机组振动原因多征兆综合诊断[J];汽轮机技术;2001年03期
8 冯志鹏,宋希庚,冯志鸿,赵全庆;计算智能在机械设备故障诊断中的应用[J];汽轮机技术;2002年04期
9 张彼德,李明,郑高;汽轮发电机组振动多故障的分层模糊诊断模型[J];汽轮机技术;2003年05期
10 黄文涛,赵学增,王伟杰,代礼周;基于不完备数据的汽轮机组故障诊断的粗糙集方法[J];汽轮机技术;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张文生;孙增圻;叶榛;;一种多层神经网络实现高维非线性连续函数新的构造方法[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹丽洁;电站设备参数异动搜索分析与故障预警研究[D];华北电力大学(北京);2011年
2 李一果;远程测试体系的安全模块研究[D];电子科技大学;2001年
3 尹小勇;基于JAVA技术的B/S模式研究及应用[D];广西大学;2002年
4 王洁;基于JMF平台开发B/S模式下多媒体机计算机远程监控系统的研究与实现[D];首都师范大学;2002年
5 李冲祥;神经网络和证据理论集成的数据融合故障诊断方法研究[D];燕山大学;2003年
6 朱介南;大型汽轮发电机组振动状态远程监测与故障诊断系统研制[D];浙江大学;2003年
7 赵祥模;分布式网络化汽车综合性能自动测控系统研究与实现[D];长安大学;2003年
8 杨江云;数控机床在线状态监测与故障诊断研究[D];东华大学;2004年
9 鲁松涛;基于Internet的汽车电子远程诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2004年
10 林光云;基于Web的倒立摆远程监控系统研究[D];浙江工业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 伊良忠;章超;裴峥;;广义回归神经网络的改进及在交通预测中的应用[J];山东大学学报(工学版);2013年01期
2 汪慧敏;;基于改进负选择算法的异常检测[J];计算机技术与发展;2009年08期
3 凌海兰;郗恩崇;;基于随机波动条件的公交客运量预测模型[J];长安大学学报(自然科学版);2012年01期
4 王小东;徐沪萍;;基于DSP的LEBUS卷筒金属结构应力在线监测系统研究[J];信息系统工程;2011年01期
5 赵勇;徐沪萍;;基于组态王的远程金属结构应力在线监测系统研究[J];自动化应用;2011年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘辉;基于广义回归神经网络的图像测温方法研究[D];昆明理工大学;2009年
2 蒋明;基于WEB的机械设备远程状态监测系统研究[D];昆明理工大学;2009年
3 齐到满;基于无线网络的冶金起重机结构应力远程监测技术研究[D];武汉理工大学;2011年
4 陈文;基于在线监测的门座式起重机维修决策支持系统研究[D];武汉理工大学;2011年
5 唐娅玲;基于无线传感技术和GPRS的金属结构应力远程监测系统[D];武汉理工大学;2011年
6 姚翔;无线智能应变测试仪器的研究[D];武汉理工大学;2011年
7 焦玉莹;基于RBF神经网络的浮船坞浮态检验系统辨识[D];大连海事大学;2011年
8 刘娟;起重机健康监测系统的设计及开发[D];中北大学;2011年
9 崔晓静;基于量子特征与ICA技术的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
10 吴少华;分布式设备故障诊断的嵌入式数据采集系统的研制[D];江西理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李永敏,朱善君,陈湘晖,张岱崎,韩曾晋;基于粗糙集理论的数据挖掘模型[J];清华大学学报(自然科学版);1999年01期
2 韩祯祥,钱源平,文福拴;基于模糊外展推理和Tabu搜索方法的电力系统故障诊断[J];清华大学学报(自然科学版);1999年03期
3 张玉祥,张炜,战仁军,张优云;汽轮发电机组并发故障的诊断[J];汽轮机技术;1997年01期
4 丁千,陈予恕;碰摩转子的截面应力增长规律分析[J];汽轮机技术;1998年02期
5 苗夺谦,王珏;粗糙集理论中概念与运算的信息表示[J];软件学报;1999年02期
6 蔡肖兵,黄昭毅,余琦;试论远程诊断与设备诊断医院的设想[J];中国设备管理;1995年09期
7 张安华;灰色预测模型及其在故障预测中的应用[J];设备管理与维修;1994年09期
8 陈鹏,丰田利夫;遗传算法在故障诊断技术中的应用——频域最佳特征参数自动再生法[J];设备管理与维修;1998年01期
9 曾黄麟,曾谦;基于粗集理论的神经网络[J];四川轻化工学院学报;2000年01期
10 程昳,莫智文;粗糙模糊集的分解定理及表现定理[J];四川师范大学学报(自然科学版);2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯志鹏,宋希庚,冯志鸿,赵全庆;计算智能在机械设备故障诊断中的应用[J];汽轮机技术;2002年04期
2 曾立华;李亚敏;冯娟;姜国权;;基于粗糙集与计算智能的诊断专家系统研究[J];微计算机信息;2006年35期
3 吴磊;王银乐;张小宁;;基于计算智能的高压直流输电系统自适应控制[J];华东交通大学学报;2006年01期
4 李雄,李胜利,徐宗昌;基于粗糙集理论的状态监测与故障诊断(英文)[J];仪器仪表学报;2005年S1期
5 韦相和;李千目;张宏;;一种新的网络故障检测方法[J];计算机工程与应用;2006年28期
6 水现辉;白云;何广军;金凤杰;;基于粗糙集理论和小波神经网络的无线电控制探测仪故障诊断[J];弹箭与制导学报;2006年S8期
7 王冬梅;王继成;;基于粗糙集的机车电线路故障诊断方法[J];长春工业大学学报(自然科学版);2008年05期
8 何健;黄沈华;杨作宾;宋立军;;基于变精度粗糙集的故障特征选择方法[J];舰船电子工程;2010年03期
9 吕俊;任雪萍;;一种基于粗糙集理论的变压器故障多变量决策树诊断方法[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年01期
10 张永;丁洪昌;周振龙;;基于粗糙集与傅立叶分析的模拟电路故障诊断[J];计算机测量与控制;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李雄;李胜利;徐宗昌;;基于粗糙集理论的状态监测与故障诊断(英文)[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
2 曾慧琴;莫耀赐;;一种基于数据挖掘技术的继电保护故障信息处理系统[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
3 张铮;苏旭武;张道德;陈学锋;;装载机故障诊断属性约简算法[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(下)[C];2006年
4 侯媛彬;杨骁;马志军;张海峰;陈肇健;祝兴平;孙龙强;翟强;;高瓦斯矿井双局扇故障诊断及决策装置的研制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
5 丁毓峰;杨峰;;粗糙集约简算法在减速器故障诊断中的应用[A];湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集(一)[C];2007年
6 侯媛彬;陈俊杰;郭建彪;;粗糙集理论在煤矿胶带输送机故障诊断中的应用研究[A];第十二届全国煤矿自动化学术年会论文专辑[C];2002年
7 付瑶;王红军;徐小力;;EMD方法与粗糙集结合在机械故障诊断中的应用方法研究[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
8 荣雅君;葛葆华;刘帅;赵杰;;基于粗糙集理论的断路器故障诊断规则提取[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
9 热合木江;古丽·吐尔逊;马杰;木合塔尔;马玉书;;基于仿生学的计算智能系统[A];第十九届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2002年
10 刘仁德;胡申辉;徐家倬;;磨煤机的故障诊断[A];第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄安华;液压制动系统的故障诊断[N];中国汽车报;2002年
2 李萍;济钢EAM离线网络点检和故障诊断管理系统开发应用[N];世界金属导报;2007年
3 胡荣山 马巍;上海海大一课题列入国家“863”计划[N];中国船舶报;2007年
4 孙建阳 刘波;小型渔船柴油机故障诊断与排除[N];中国渔业报;2008年
5 见习记者 仝亚娜;孙彦广:冶金故障诊断设备前景广阔[N];机电商报;2005年
6 小田;网卡故障诊断[N];中国电脑教育报;2000年
7 陈全东;干式复合“粘边”故障诊断[N];中国包装报;2003年
8 邢方亮;计算智能大有可为[N];计算机世界;2003年
9 龚献荣;大型天然气装置实现网络化监测[N];中国化工报;2005年
10 周传勇 杜慧;济钢网络化设备点检与故障诊断管理系统上线运行[N];世界金属导报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯志鹏;计算智能在机械设备故障诊断中的应用研究[D];大连理工大学;2003年
2 高赟;基于粗糙集的故障诊断和容错控制理论和方法研究[D];西安科技大学;2005年
3 谭天乐;基于粗糙集的过程建模、控制与故障诊断[D];浙江大学;2003年
4 宋其江;基于有向图模型的故障诊断方法研究及其在航天中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 陈非;基于过程信息融合的旋转机械信息(火用)故障诊断研究[D];华中科技大学;2010年
6 何小斌;基于统计学方法的自适应过程监控与故障诊断[D];上海交通大学;2009年
7 宋凯;基于PLS的统计质量监控研究与应用[D];浙江大学;2005年
8 李敏;复杂机械基于数据的建模与故障诊断[D];太原理工大学;2010年
9 鲁峰;航空发动机故障诊断的融合技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 蒋斌;机电系统故障诊断的理论与应用研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冰清;一种粗糙集和神经网络相结合的故障诊断方法研究[D];太原理工大学;2005年
2 钱雪峰;粗糙集理论在变压器故障诊断中的应用研究[D];南京理工大学;2005年
3 曾建武;粗糙集理论及故障诊断应用研究[D];浙江大学;2006年
4 李晶;基于粗糙集理论的电网故障诊断专家系统研究[D];中国电力科学研究院;2005年
5 吕晓;基于远程机械设备故障诊断的研究与开发[D];北京化工大学;2004年
6 王鑫;电气设备的在线监测与故障诊断[D];山东大学;2005年
7 何挺韬;数控设备维修管理及其故障诊断系统研究[D];西北工业大学;2005年
8 王少芳;综合人工智能技术在电力变压器故障诊断中的应用[D];福州大学;2004年
9 韦伟;汽车故障诊断数据挖掘模型的研究[D];合肥工业大学;2004年
10 王明秀;大型汽轮发电机故障诊断专家系统诊断处理子系统的研究[D];华北电力大学;2001年
 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