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《吉林大学》 2011年
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基于概念驱动的变速箱故障诊断机理研究

李聪  
【摘要】:本文在总结前人研究的基础上,研究了基于概念驱动的变速箱故障诊断机理。概念驱动诊断是一种根据过去知识和经验进行的诊断。研究了如何模拟人利用感知过程中的信息处理方式来建立诊断行为模型,发掘各种可能的经验信息介入方式、概念驱动诊断算法的逻辑框架和算法的实现方法。给出一个新的智能诊断理论算法框架,满足在生产节拍要求下对变速箱生产线终端快速异常噪声问题的检测。 在复杂的工作环境下,装配线上工人所定义的敲响、异响、叉响、噪音等感知性故障状态是固定的诊断结论。所以,将人的认知能力辨别的故障类型作为诊断概念来指导变速箱故障诊断,就可解决故障结论界定不统一、特征参数提取缺乏概念分类依据等不一致问题。本文基于认知心理学关于人类认知过程的信息加工原理,探索了基于概念驱动满足生产节拍需要的变速箱异常噪声问题。 研究中首先利用成熟的信号采集分析技术收集变速箱敲响、异响、叉响、噪音等典型故障的振动信号,并计算其振动特征参数值。研究各种故障与相应故障状态下齿轮、轴承、轴以及箱体等质量问题相关联的振动特征值,区分哪些特征对哪些问题敏感,以及敏感条件是什么。变速箱故障的振动与噪声表现有时域特征和频域特征,需要研究这些特征之间的关系,以及这些关系变化与变速箱故障状态问题的关联性,并研究这些关系变化与变速箱制造质量问题的关联性。其次,建立一个可供后续变速箱异常噪声问题诊断系统开发研究的知识库,这个知识库将记录变速箱典型故障振动特征与变速箱零部件制造质量问题相关联的基本知识。 其次,模拟人的认知加工过程,依据振动特征之间的关系对变速箱异常噪声进行了诊断识别。为此,本文提出了采用变速箱故障特征维分数维分析方法、支持向量机与基于规则的推理相结合的故障诊断方法来建立变速箱故障诊断模型。 本文首先研究了具有概念驱动意识的推理规则;研究了各种模式的触发规则,以及使用这些规则进行诊断的诊断规则,建立一个可供后续变速箱典型质量问题研究的知识库。这个知识库将记录变速箱典型故障振动特征与变速箱零部件制造质量问题相关联的基本知识。知识库的建设将为后续实施基于概念驱动的诊断算法研究提供基础数据支撑,并在此基础上,对基于概念驱动的变速箱故障诊断的机理进行了研究。 其次,运用人类知觉过程的信息加工原理、数据挖掘技术、人工智能原理以及信息论等理论方法研究了变速箱敲响、异响、噪音、叉响等质量问题的“概念”描述方法。提取了诊断过程中的概念驱动方法规则,阐述了故障诊断过程中的信息加工与概念驱动机制,构建了具有概念驱动意识的变速箱质量问题智能诊断算法框架。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH165.3

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