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《浙江大学》 2004年
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基于磨粒分析的磨损模式识别方法研究

王静  
【摘要】:铁谱分析是一种被广泛应用在机械设备磨损故障诊断和磨损状态监测中的技术手段,磨粒识别是铁谱分析技术中的关键问题。随着计算机技术和人工智能技术的迅猛发展,将计算机视觉技术、专家系统、人工神经网络、模糊理论等引入铁谱分析技术中,实现磨粒识别的智能化已成为铁谱技术研究领域中的热点和难点问题。 本文首次将支持向量机技术引入铁谱分析技术中,进行磨损模式识别方法研究。支持向量机是一种基于统计学习理论框架下新的通用机器学习方法,它不但可以较好地解决以往很多学习方法存在的小样本、过学习、局部最小等实际难题,而且具有很强的泛化能力。 本文的主要研究工作有: 1、综合国、内外有关文献,对磨粒分析技术的发展和现状进行综述;提出本文的研究思路和主要内容; 2、分析论述磨损的产生机理与分类,磨粒的分类及特征;阐述了基本磨粒类型、磨损类型、特征、产生机理与设备运行状态之间的内在联系; 3、研究磨粒图像的预处理方法和磨粒形态特征的提取方法;论述了基于人工神经网络和模糊理论的两种磨粒智能识别方法,并指出其中的难点和不足;研究在有限样本下的基于统计学习理论的支持向量机技术,探讨支持向量机的分类机理,建立基于支持向量机的磨粒识别系统框架; 4、将支持向量机应用于磨损模式识别,设计磨粒分类器;进行基于支持向量机的磨粒分类器的细节设计,包括数据样本的建立、训练算法、多分类模式、核函数等;分析分类器中的主要数据结构、类和函数的功能,并给出程序运行时的界面; 5、采用100个磨粒样本的四个形态特征量:圆形度、细长度、散射度和凹度作为支持向量机分类器的输入,输出为滑动磨损、切削磨损、正常磨损和疲劳点蚀四种磨损形式,研究支持向量机中的核参数对磨粒分类器的性能影响;选择适当的分类器参数对分类器进行仿真实验,得到了96%的分类准确率,验证分类器的有效性; 6、从理论和仿真实验两方面来比较基于支持向量机与基于BP神经网络的磨粒分类器的性能优劣研究,以相同的磨粒样本、特征和磨损形式作为分类器的输入、输出,结果表明前者比后者高出6%的识别准确率,说明基于支持向量机的磨粒分类器有一定的优势,并进行了原因分析。 本文提出的基于支持向量机的磨损模式识别方法为磨损故障诊断和状态监测以及铁谱分析技术智能化发展提供了一条新的思路和途径。 本项目受国家自然科学基金项目资助(项目批准号:50375141)
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH117.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王静;刘焜;王伟;胡兆稳;;SVM在缸套—活塞磨损状态监测中的应用研究[J];车用发动机;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕植勇;磨粒检测数字化方法的研究[D];武汉理工大学;2005年
2 李俊峰;灰色系统理论及其在铁谱磨粒图像处理中的应用研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 叶超;基于铁谱技术的机械磨损故障诊断研究[D];昆明理工大学;2009年
2 周利霞;铁谱图像识别的理论与方法研究[D];浙江大学;2006年
3 范君;磨粒图谱识别系统研究[D];浙江大学;2007年
4 沈如芸;铁谱磨粒图像预处理与磨粒识别技术研究[D];昆明理工大学;2008年
5 张伟;油膜轴承油液在线监测及其诊断系统的研究与开发[D];广东工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王东霞;张楠;路晓丽;;基于育种算法的SVM参数优化[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
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4 程伟;张燕平;赵姝;;支持向量机在粮食产量预测中的应用[J];安徽农业科学;2009年08期
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9 范亚炯;试论安全熵与安全生产的关系[J];安全;2003年04期
10 冷惠文,王德亮;连轧机组减速机异常振动的故障诊断[J];鞍山钢铁学院学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 黄令;杨防祖;许书楷;周绍民;;Ni-P/Ni-P-PTFE化学复合镀层的显微硬度与摩擦学性能研究[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
3 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 韩露;余正涛;邓锦辉;章程;毛存礼;郭剑毅;;领域知识关系对领域文本分类的影响[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 蔡志理;姜桂艳;丁秋实;;基于SVM和数据融合技术的高速公路AID算法设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 蔡志理;姜桂艳;;多SVM分类器融合技术在高速公路AID中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
8 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
9 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
10 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
3 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
4 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
5 徐芳芳;优化问题的PVD算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 朱耿峰;支持向量机在冲击地压预测模型中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 旺扎拉;特种车辆变速箱齿轮传动失效分析[D];长春理工大学;2010年
8 安文娟;Fisher和支持向量综合分类器[D];辽宁师范大学;2010年
9 姜成玉;基于支持向量机的时间序列预测[D];辽宁师范大学;2010年
10 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李忠,方跃法,陈大融;基于神经网络扩展内容寻址的“彩色磨粒智能识别机”研究与实现[J];北方交通大学学报;1998年04期
2 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
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4 杨贵军,张继贤;利用灰色相关分解混合像元方法研究[J];测绘通报;2004年10期
5 周新聪,萧汉梁,严新平,杨建国;基于分形理论的磨粒图像定量分析[J];材料保护;2002年08期
6 姜志国,史文华,韩冬兵,孙维忠,刘莉;基于聚焦合成的显微三维成像系统[J];CT理论与应用研究;2004年04期
7 王南兰;李晓峰;;基于相对隶属度的发动机磨损模糊模式识别[J];车用发动机;2008年04期
8 袁林山;杜培军;王莉;张华鹏;;基于灰色绝对关联度边缘检测的多源遥感影像加权IHS融合[J];地理与地理信息科学;2008年03期
9 严志军,朱新河,程东;船用柴油机磨损模式识别方法[J];大连海事大学学报;2000年03期
10 黄鹏;贾民平;钟秉林;胡献国;;磨损磨粒显微形态分析与自动识别技术[J];东南大学学报(自然科学版);2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王志芳;严新平;赵春华;;铁谱磨粒智能分析的发展[A];第二届全国工业摩擦学大会暨第七届全国青年摩擦学学术会议会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 吴振锋;基于磨粒分析和信息融合的发动机磨损故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
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3 吴作顺;基于免疫学的入侵检测系统研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
4 徐雪松;基于人工免疫系统的函数优化及其在复杂系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
5 袁成清;磨损过程中的磨粒表面和磨损表面特征及其相互关系研究[D];武汉理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘彦;固液两相流动边界层的数学模型及流场计算[D];甘肃工业大学;2001年
2 王永洪;基于铁谱的磨损模式识别方法研究[D];浙江大学;2002年
3 康文炜;基于图像确定空间坐标方法的研究[D];吉林大学;2004年
4 陶剑锋;基于灰色系统理论的数字图像处理算法研究[D];武汉理工大学;2004年
5 王洪亮;基于人工免疫系统的最大熵图像分割算法及图像跟踪系统的研究[D];东南大学;2004年
6 王峰;图像处理技术在铁谱磨粒图像分析中的应用研究[D];武汉理工大学;2005年
7 黄鹏;磨损磨粒的显微形态分析与自动识别技术研究[D];合肥工业大学;2005年
8 徐立芳;阴性选择分类器原理与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 何晓昀;磨粒表面形貌分析与三维重构[D];武汉理工大学;2005年
10 李大光;磨粒图像计算机识别分析方法研究与实现[D];武汉理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 贺素馨;袁建畅;曹亚斌;;基于铁谱分析技术的磨屑图像智能识别系统研究[J];工业控制计算机;2010年10期
2 赫伟英;裴峻峰;;往复机械故障诊断技术进展综述[J];化工机械;2010年05期
3 李爱琴;董鹏娜;;铁谱技术在煤矿机械诊断系统中的构建[J];煤矿机械;2012年08期
4 黄成;王仲君;潘岚;吕植勇;;基于ANOVA-KW检验的磨粒多级聚类分析[J];武汉理工大学学报;2010年24期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王志芳;摩擦学系统状态辨识的知识获取方法研究[D];武汉理工大学;2008年
2 李俊峰;灰色系统理论及其在铁谱磨粒图像处理中的应用研究[D];东华大学;2010年
3 刘杰;分布式资源环境下船舶动力设备诊断系统的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
4 冯伟;基于摩擦学与动力学的齿轮系统故障诊断相关性研究[D];华南理工大学;2010年
5 张祎;小口径固体电枢电磁轨道炮发射稳定性与初始装填过程影响规律的研究[D];南京理工大学;2012年
6 杜灿谊;基于建模仿真与振动分析的发动机故障诊断方法研究[D];华南理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢凡;磨损磨粒彩色铁谱图像的识别技术研究[D];昆明理工大学;2009年
2 刘粲;基于油液分析的设备状态监测与磨粒识别系统开发[D];华南理工大学;2011年
3 曹立楠;青岛国美配送中心选址问题研究[D];中国海洋大学;2011年
4 范君;磨粒图谱识别系统研究[D];浙江大学;2007年
5 朱江;铁谱定量分析方法及应用研究[D];昆明理工大学;2008年
6 沈如芸;铁谱磨粒图像预处理与磨粒识别技术研究[D];昆明理工大学;2008年
7 王新宇;基于小波变换的韧窝形貌分析模型的设计及其应用研究[D];江苏大学;2009年
8 刘鹏;缸套内表面形貌对柴油机优化作用研究[D];武汉理工大学;2012年
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10 张帅;基于滑油分析的航空发动机磨损监测技术研究[D];沈阳航空航天大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马怀祥,徐明新,易新乾;霍尔元件在铁磁性磨粒监测仪中的应用[J];电测与仪表;1998年11期
2 吴佑寿;世界计算智能大会(WCCI'98)简介[J];电子科技导报;1998年10期
3 凌旭峰,杨杰,朱一坦;彩色序列图像的人脸检测[J];红外与激光工程;2001年05期
4 崔伟东,周志华,李星;支持向量机研究[J];计算机工程与应用;2001年01期
5 陈念贻,陆文聪,陆治荣;优化建模技术和机器学习理论的新发展[J];计算机与应用化学;2002年06期
6 陈念贻,陆文聪,叶晨洲,李国正;支持向量机及其他核函数算法在化学计量学中的应用[J];计算机与应用化学;2002年06期
7 陆文聪,陈念贻,叶晨洲,李国正;支持向量机算法和软件ChemSVM介绍[J];计算机与应用化学;2002年06期
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10 陆文聪,陈念贻,叶晨洲,李国正,朱东屏;支持向量机方法用于民航安检炸药判别研究[J];计算机与应用化学;2002年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘玉斌,师杭军,许留存,郭伟,张成,高栋梁;利用铁谱分析技术对汽车发动机状态进行监测[J];车用发动机;2001年04期
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5 杨志伊,李浩平,程玉生;磨屑群铁谱分析技术[J];煤矿机电;2005年06期
6 姚晓燕;;铁谱分析技术在石化机组中的应用[J];设备管理与维修;2005年12期
7 王虎;;铁谱分析技术在内燃机磨合中的应用[J];机械;2006年12期
8 王虎;;铁谱分析技术在内燃机磨合中的应用[J];试验技术与试验机;2006年04期
9 唐德修;;铁谱分析技术用于汽车故障预测的研究[J];西南大学学报(自然科学版);2007年01期
10 樊庆和;韩维;;铁谱分析技术在飞机液压系统故障分析中的应用[J];液压与气动;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 纪罡;;铁谱分析技术及在我厂的应用[A];西南地区第七次无损检测学术交流会论文集[C];2000年
2 甘露;冯辅周;史玉鹏;;铁谱分析技术在装备监测中的应用研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 甘露;于领军;孟祥韬;;铁谱分析技术在装备状态监测中的应用研究[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
4 甘露;冯辅周;史玉鹏;;铁谱分析技术在装备监测中的应用研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙志伟;基于油液分析技术的设备监测与故障诊断方法研究[D];太原理工大学;2012年
2 徐贞;基于不同纳米润滑油添加剂的减磨机理研究[D];昆明理工大学;2010年
3 孙冬冬;装载机销轴磨损损伤的物理机制[D];青岛理工大学;2013年
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