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《燕山大学》 2006年
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小波神经网络在旋转机械故障诊断中的应用研究

葛文谦  
【摘要】:机械设备故障诊断技术在生产安全中具有重要意义,已成为机械和测量领域的重要研究方向。近年来,有关机械故障诊断的新理论、新方法、新手段不断涌现,逐步完善,有的已形成相关产业,使得我国机械设备故障诊断水平有了显著提高。 本文以机械设备振动为主要研究对象,给出小波神经网络的时频两域分析和特征值提取方法。研究了小波分析的相关理论,针对故障信号中含有的噪声信号,给出了一种小波去噪模型;对于故障中的奇异信号,用小波分析良好的时频局部化特性克服了傅立叶变换只能在整体上分析的缺陷。在神经网络理论研究的基础上,给出了神经网络的学习算法,针对传统算法收敛速度慢以及容易陷入局部极小等问题,从学习率和误差修正两个方面对算法进行改进。 研究了小波与神经网络的结合方式,给出了小波网络的三种构造形式,在此基础上阐述了小波网络的共轭梯度和多分辨分析的学习算法,并给出了小波网络中小波基个数及初始参数的确定原则;以Mexican hat为例推导了学习算法;针对小波网络的“维数灾”问题,给出了遗传算法优化的小波网络,简化网络结构、加快收敛速度。 针对旋转机械的典型故障,以振动信号为输入训练网络,给出训练结果;以轴承的振动信号分类为例,给出诊断步骤及诊断结果;针对多输入输出的高维问题,给出一种集成的小波网络故障诊断系统,能够有效的提高确诊率,减少误判。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH17

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 黄绍辉;受动态约束机械臂力/位置控制方法研究[D];吉林大学;2007年
2 杨亚军;车辆发动机气门间隙故障振动信号融合技术研究[D];中北大学;2007年
3 李进如;基于改进小波神经网络的故障识别方法研究[D];华北电力大学(北京);2008年
4 王峰;基于模式识别的汽轮机组振动故障诊断方法的研究[D];华北电力大学(河北);2010年
5 孙国秀;风力发电机齿轮箱故障特征提取及分类方法的研究[D];燕山大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈义安,张义萍;基于小波网络的非线性预测应用研究[J];商业研究;2003年04期
2 罗跃纲,陈长征,曾海泉,闻邦椿;基于信息融合的集成小波神经网络故障诊断[J];东北大学学报;2002年08期
3 王海斌,黄显林,胡恒章;基于小波神经网络的多节点机械手滑模自适应控制[J];电气传动自动化;2000年02期
4 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
5 赵学智,邹春华,陈统坚,叶邦彦,彭永红;小波神经网络的参数初始化研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年02期
6 吴功平,郭应龙,胡杰,金汉均,肖晓晖;小波神经网络在输电导线断股故障诊断中的应用[J];华中师范大学学报(自然科学版);1999年01期
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8 吕柏权,李天铎;一种基于小波网络的故障检测方法[J];控制理论与应用;1998年05期
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10 郑海波,陈心昭,李志远,朱忠奎,何世娣;小波神经网络故障诊断系统的设计与应用[J];农业机械学报;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈学锋;瞿金平;;注塑机曲肘式合模机构弹性振动的研究[J];工程塑料应用;2008年03期
2 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
3 刘青峰;尹久仁;;神经网络智能诊断技术在混凝土结构中的理论实现与展望[J];四川建筑科学研究;2007年01期
4 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
5 水孝敏,许岚兵,曹辉;一种实现雷达回波图像的压缩方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
6 李素云;张德祥;;基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
7 张艳丽;杨仁弟;;基于小波变换自适应滤波方法的ECG信号消噪[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
8 马强,许桢英;动态测量误差溯源方法研究[J];安徽机电学院学报;2001年04期
9 赵转哲;姜忠宇;何慧娟;;Matlab在货车滚动轴承故障诊断中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
10 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金向阳;张莉;于广滨;;基于改进小波神经网络的航空滚动轴承的故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 王树彬;黄鹤;韩笑冬;王执铨;;一种基于细化故障的容错控制设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
4 张登峰;;基于RBF神经网络煤炭消费预测[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
5 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 王志强;;离心压缩机动静碰摩的研究与分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
7 杜健;费保俊;刘颖;潘高田;姚国政;;基于神经网络的导航装备维修能力评估研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 李睿;罗焕梅;朱彩凤;胡桃花;李亚军;;浅谈自动气象站月报表数据文件的审核规则库设计[A];2011年中国气象学会气象通信与信息技术委员会暨国家气象信息中心科技年会论文摘要[C];2011年
9 王军威;李国禄;王海斗;徐滨士;;滚动接触疲劳试验机的研究现状[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
10 梁伟;张来斌;万波;;基于改进多级可拓评价模型的输油泵机组安全评价[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
6 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
7 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
8 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 岑健;基于人工免疫系统的机组复合故障诊断技术研究[D];华南理工大学;2010年
10 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 盖卫勇;基于小波神经网络的高速铣削刀具磨损状态识别研究[D];河南理工大学;2010年
2 崔树新;可重构动态集成测量方法研究[D];河南理工大学;2010年
3 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
4 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
7 潘博;基于小波变换的图像编码与解码技术的研究[D];长春理工大学;2010年
8 郑伟光;基于小波变换的信号调制方式识别方法[D];长春理工大学;2010年
9 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
10 蒋静;基于量子粒子群优化的Volterra核辨识及故障诊断方法研究[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 耿立恩,潘旭峰,李晓雷,祝嘉光;Dempster-Shafer证据推理在数据融合中的应用[J];北京理工大学学报;1997年02期
2 倪国强,梁好臣;基于Dempster-Shafer证据理论的数据融合技术研究[J];北京理工大学学报;2001年05期
3 张晓梅;设备故障诊断中的特征提取[J];传感器技术;2004年01期
4 黄强,刘永长,刘会猛,张俊;基于振动信号的柴油机进排气系统故障诊断研究[J];车用发动机;2002年05期
5 柳洪义,王磊,王菲;在未知环境下基于阻抗模型的受限机械手模糊力控制方法[J];东北大学学报;2005年08期
6 赵洋;曾庆军;严金城;;采用功率谱估计法的真空断路器振动分析[J];电气应用;2009年09期
7 王海斌,黄显林,胡恒章;基于小波神经网络的多节点机械手滑模自适应控制[J];电气传动自动化;2000年02期
8 胡铭,陈珩;基于小波变换模极大值的电能质量扰动检测与定位[J];电网技术;2001年03期
9 罗志增,蒋静坪;基于D-S理论的多信息融合方法及应用[J];电子学报;1999年09期
10 孙红岩,毛士艺;多传感器目标识别的数据融合[J];电子学报;1995年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张清华;基于人工免疫系统的机组故障诊断技术研究[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵玉春;基于混沌分形与模糊聚类的滚动轴承故障诊断[D];燕山大学;2011年
2 李效龙;大型风力发电机组机械故障诊断信息系统研究[D];燕山大学;2011年
3 李欣;基于神经网络的数据挖掘方法研究[D];大庆石油学院;2003年
4 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
5 王洪;旋转机械故障诊断新方法的应用研究与振动监测诊断系统的开发[D];华北电力大学(北京);2003年
6 李俊松;基于神经网络的混合动力汽车故障诊断研究[D];武汉理工大学;2003年
7 武万龙;基于神经网络的汽车电控发动机故障诊断研究[D];大连理工大学;2003年
8 蔡建羡;不确定机器人的力/位置智能控制[D];燕山大学;2003年
9 高海霞;多重分形的算法研究及应用[D];成都理工大学;2004年
10 毛继珮;基于模式识别的汽轮发电机组故障诊断系统[D];华北电力大学(河北);2004年
【二级引证文献】
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1 李力;何婷;;小波能量商在汽车发动机故障诊断中的应用[J];汽车工程;2009年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王乐;粒子群算法优化的小波神经网络在目标跟踪中的应用[D];太原理工大学;2011年
2 吴超群;基于小波神经网络的复合材料损伤声发射信号识别方法研究[D];东北石油大学;2011年
3 王春;聚合釜群多通道实时在线监测系统研究[D];华东理工大学;2012年
4 范文通;受时变约束机械臂自适应模糊力/位置控制方法研究[D];吉林大学;2008年
5 张国瑞;基于小波包—神经网络的机车轴承故障诊断的研究[D];中南大学;2010年
6 李严;基于联想记忆神经网络的故障识别[D];燕山大学;2012年
7 马济美;FRP复合材料容器损伤声发射特性研究[D];东北石油大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李民,邹捷中,李俊平,梁建武;用ARMA模型预测深沪股市[J];长沙铁道学院学报;2000年01期
2 李众立,王成端;神经网络自适应学习步长研究[J];电子科技大学学报;1996年06期
3 刘志刚,王晓茹,何正友,钱清泉;小波变换、神经网络和小波网络的函数逼近能力分析与比较[J];电力系统自动化;2002年20期
4 王岭,焦李成;区间估计的FWNN及其区间学习算法[J];电子学报;1998年04期
5 黄凤岗,孙文彦,玉莹;一种自适应的小波神经网络[J];电子学报;1998年08期
6 徐晓霞,陈涛,王晓升;基于正交最小二乘算法的小波神经网络[J];电子学报;1998年10期
7 潘维民,沈理;基于神经网络的时间序列动态预测器的调整学习算法[J];电子学报;1999年11期
8 水鹏朗,保铮,焦李成;一种基于子波神经网络的多尺度差分方程求解新方法[J];电子科学学刊;1997年06期
9 何振亚,李文化,蔚承建;用于信号逼近的自适应时延小波神经网络[J];电子科学学刊;1998年05期
10 张艳宁,焦李成;局域自适应子波高斯神经网络综合分类系统[J];电子科学学刊;1999年03期
【相似文献】
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1 张俊;孙艳玲;叶建民;;小波和RBF神经网络在轴承故障诊断中的应用[J];轴承;2009年11期
2 彭文季;罗兴锜;;基于小波神经网络的水电机组振动故障诊断研究[J];水力发电学报;2007年01期
3 陆森林;张军;和卫星;王以顺;;小波包能量特征法在汽车变速器轴承故障诊断中的应用[J];汽车工程;2007年06期
4 潘宏侠;黄晋英;毛鸿伟;魏秀业;;粒子群优化技术用于故障诊断中的测点优化配置研究[J];火炮发射与控制学报;2008年02期
5 郑致刚;王士星;张帆;;基于小波神经网络的模拟电路故障诊断[J];海军航空工程学院学报;2006年01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 王瑞云;李华;;基于改进的小波神经网络的汽车电控汽油机故障诊断[J];山西电子技术;2008年06期
8 王南兰;邱德润;;基于遗传小波网络的电动机故障诊断[J];煤矿机械;2006年05期
9 金瑜;陈光;肖飞;;实现模拟电路高诊断率的方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年10期
10 罗琨;何怡刚;方葛丰;;基于S变换和小波神经网络的容差模拟电路故障诊断[J];计算机测量与控制;2011年06期
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1 李伟;何涛;吴庆华;;小波变换与滚动轴承振动的故障诊断方法研究[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(上)[C];2006年
2 韩艳娟;宋建成;;基于信息融合技术的主通风机故障参数检测系统[A];煤矿自动化与信息化——第19届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
3 曹志锡;孙莉;;齿轮故障诊断信号分析处理的一种有效方法[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 崔厚玺;张来斌;王朝晖;段礼祥;付强;;基于振动信号系统特性分析的压缩机气阀故障诊断研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
5 刘晓波;沈亮霓;;基于分形盒维数的裂纹转子故障诊断的实验研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
6 胡博;陶文华;崔博;白一彤;尹旭;;基于小波神经网络的异步电机故障诊断[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
7 张淑清;陈艳;徐红;蔡文龙;;基于小波分析的机械系统振动信号故障诊断[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
8 崔海青;李天伟;李伟;魏海亮;;信息融合技术在航海仪器故障诊断中的应用[A];2009航海技术理论研究论文集[C];2009年
9 戴乐云;李建康;;振动信号时间序列建模在故障诊断中的应用[A];振动工程学报(工程应用专辑)[C];2001年
10 盖强;冯杰;初健;;舰船主机故障诊断系统[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004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 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
9 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
10 汤怀京;WLAN也有“线”[N];中国计算机报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 曹龙汉;柴油机智能化故障诊断技术研究[D];重庆大学;2001年
3 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
4 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
5 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
6 宋凯;基于PLS的统计质量监控研究与应用[D];浙江大学;2005年
7 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
8 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
9 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
10 盛晨兴;挖泥船动力机械远程诊断系统关键技术研究[D];武汉理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛文谦;小波神经网络在旋转机械故障诊断中的应用研究[D];燕山大学;2006年
2 史月华;基于集成小波神经网络的旋转机械故障诊断理论及应用[D];燕山大学;2004年
3 王南兰;基于遗传算法的小波网络在变压器故障诊断中的应用研究[D];湖南大学;2005年
4 韩宝如;模拟电路故障诊断的小波与模糊神经网络方法研究[D];燕山大学;2007年
5 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
6 袁月春;基于模糊小波神经网络的多辊热连轧产品质量控制[D];山西师范大学;2010年
7 朱美龙;小波神经网络在遥感溢油图像去噪中的应用[D];大连海事大学;2011年
8 赵栓峰;乳化液泵站检测与故障诊断的研究[D];西安科技大学;2004年
9 李凤鸣;基于小波神经网络的柴油机燃油系统故障诊断的设计与实现[D];山东大学;2010年
10 于莉莉;高压断路器的在线监测与诊断系统[D];山东大学;2005年
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