收藏本站
《中国科学技术大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于不确定性理论的机械故障智能诊断方法研究

杨昌昊  
【摘要】: 机械故障诊断是指应用测试分析手段和诊断理论,对机械设备运行中所出现的故障机理、原因、部位和程度进行识别和诊断,并根据诊断结论,进一步确定机械设备的维修方案或预防措施。机械故障诊断以状态识别为基础,从机械设备的异常状态出发,实现故障定位、定性及定因.但是在一般情况下,由于系统结构、运行过程以及外界环境的复杂性,机械设备的故障征兆与故障原因之间并不是简单的——映射关系,它们之间存在着复杂的一对多和(或)多对一关系,同时在诊断过程中还存在着许多随机的、模糊的、不确定的因素,从而导致在机械故障诊断过程中存在着大量的不确定性问题。 传统的机械故障诊断方法如系统可靠性框图、故障树分析法等,难以解决机械故障诊断中的不确定性问题。而近年来快速发展的不确定性理论与方法,对于解决机械故障诊断中的不确定性问题具有很大的优势,并成为机械故障诊断领域中一个重要的研究方向。 本文以国家自然科学基金“复杂工程系统故障预测与维护理论及关键技术研究”和国家863计划先进制造技术领域“十一五”重点项目“行业大型装备MRO支持系统”为背景,针对机械设备故障诊断过程中的不确定性问题,运用贝叶斯网络和证据理论,提出了一种新的故障诊断方案及相应的实现方法,并以转子系统为例进行了实验验证。本文的主要研究内容和创新性工作有: 1)针对机械故障诊断中的不确定性问题,分析了故障诊断过程中不确定性的来源,提出了基于不确定性理论的会诊诊断解决方案.该方案利用专家的先验经验数据和(或)传感器数据建立相应的不确定性模型,并通过故障概率推理和多源故障诊断知识的集结实现快速、准确的机械故障诊断。 2)为了解决机械故障诊断中的不确定性建模问题,提出了基于故障贝叶斯网络的不确定性建模方法。该方法通过建立故障树模型与故障贝叶斯网络模型之间的映射关系,实现了由故障树模型向故障贝叶斯网络模型的转化;针对故障树模型缺失的情况,提出了基于蚁群优化算法的结构学习方法,实现了由传感器数据构造故障贝叶斯网络模型。 3)为了解决复杂机械系统故障推理中的NP难题问题,提出了基于联结树算法的故障概率推理方法。该方法包括贝叶斯网络结构转变、信念初始化、信念传递与吸收以及故障概率的计算等,其主要优点在于采用局部计算降低了故障概率推理的复杂度。 4)提出了基于D-S证据理论的会诊诊断融合模型。该模型通过故障诊断实例与故障贝叶斯网络模型之间的贴合度分析,解决了多源故障诊断知识的融合悖论问题,实现了多个故障贝叶斯网络模型的诊断知识集结。 5)以转子系统的故障诊断为例,分析了转子系统故障诊断过程中存在的不确定性问题,建立了转子系统的故障贝叶斯网络模型,并通过故障概率推理获得了可信的故障诊断结论。实验表明,上述方法切实可行。 论文围绕机械故障诊断过程中的若干核心理论与技术问题进行研究,在智能故障诊断方法方面获得一些创新性的研究成果,为机械设备故障诊断提供了一种新的方法与工具。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TH17

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 甘屹;朱文博;李郝林;;重型装备故障诊断系统及其应用[J];计算机集成制造系统;2010年10期
2 欧阳效卓;;机械加工中的不确定性初探[J];科技致富向导;2011年36期
3 初珠立;杨自春;梁洁;赵小二;;改进的未确知理论方法及其在可靠性分析中的应用[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2013年03期
4 宋志雄;朱红岗;李星星;;基于案例推理的大型养路机械故障诊断系统[J];中国安全科学学报;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王常青;数字图像处理与分析及其在故障诊断中的应用研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李常镱;基于贝叶斯网络的发动机故障诊断[D];中北大学;2012年
2 周京干;液压油缸亚健康状态评估理论方法及实验研究[D];燕山大学;2013年
3 高波;基于KPCA-RPROP的大型复杂机电系统智能预警[D];浙江工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 薛万欣,刘大有,张弘;Bayesian网中概率参数学习方法[J];电子学报;2003年11期
2 刘大有,王飞,卢奕南,薛万欣,王松昕;基于遗传算法的Bayesian网结构学习研究[J];计算机研究与发展;2001年08期
3 汪荣贵,张佑生,王浩,姚宏亮;改进学习贝叶斯网络结构的MDL准则[J];计算机工程与应用;2002年08期
4 徐宾刚,屈梁生,陶肖明;转子故障贝叶斯诊断网络的研究[J];机械工程学报;2004年01期
5 胡小建,杨善林,马溪骏;基于联结树的贝叶斯网的推理结构及构造算法[J];系统仿真学报;2004年11期
6 苑春苗;陈宝智;李畅;;基于感知机的故障树最小割集算法[J];中国安全科学学报;2006年05期
7 李俭川,陶俊勇,胡茑庆,温熙森;基于贝叶斯网络的智能故障诊断方法[J];中国惯性技术学报;2002年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范生万;王浩;;贝叶斯网络在高职英语应用能力考试中的应用研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年04期
2 范生万;;贝叶斯网络分类模型在教育中的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年01期
3 代红;数据挖掘在数据库决策系统中的实现[J];鞍山钢铁学院学报;2002年05期
4 杨炳儒,周颖,张德政;KDD的研究进展及其哲学思考[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2000年01期
5 杨有龙,吴艳;基于进化算法的贝叶斯网络度量[J];兵工学报;2004年05期
6 李开灿,耿直;条件独立性的三种形式及其相互关系[J];北京大学学报(自然科学版);2002年05期
7 许静,郑忠国;有向非循环图的可反向边集合的结构与判定[J];北京大学学报(自然科学版);2003年01期
8 冀俊忠;张鸿勋;胡仁兵;刘椿年;;基于蚁群算法的贝叶斯网结构学习[J];北京工业大学学报;2011年06期
9 柳永坡;金茂忠;贾晓霞;刘雪梅;;基于BBN的故障定位技术[J];北京航空航天大学学报;2009年10期
10 郑建军,刘玉树,陈立潮;Self-Organizing Genetic Algorithm Based Method for Constructing Bayesian Networks from Databases[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 杨波;秦锋;程泽凯;;一种新的分类学习系统评估度量[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 刘振;代进进;王毅;;贝叶斯网络推理与算法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
3 关清平;沉培辉;;概率网络在数据挖掘上的应用[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 陈小岗;孙宇;张晓阳;;基于FMEA的贝叶斯诊断网络构建方法研究[A];设备监测与诊断技术及其应用——第十二届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2005年
5 沈海峰;梁曼君;;基于贝叶斯网络的数据挖掘技术[A];全国第十四届计算机科学及其在仪器仪表中的应用学术交流会论文集[C];2001年
6 李刚;童頫;;基于复合计算智能方法的图模型参数学习[A];第十七届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2000年
7 王竞春;丁贵涛;黄亚楼;;贝叶斯网络分类器的知识提取方法研究[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2004年
8 贺炜;邢春晓;潘泉;;因果不完备条件下的数据挖掘算法[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘雪梅;服务器端软件性能分析和诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杜方;复杂网络系统间相似性识别及其应用[D];浙江大学;2010年
3 王中锋;树型贝叶斯网络分类器鉴别式训练研究[D];北京交通大学;2011年
4 王宁玲;基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论与方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
5 萧毅鸿;基于本体的复杂决策任务表示方法与求解技术研究[D];南京大学;2011年
6 张建华;适用于连续域多变量耦合问题的分布估计算法研究[D];兰州理工大学;2010年
7 陈湘;基于基集和概念格的数据挖掘方法研究[D];电子科技大学;2011年
8 刘新全;城市群卫星城市区驾驶者出行行为研究[D];西南交通大学;2011年
9 缑葵香;基于贝叶斯理论的基因调控网络建模研究[D];天津大学;2010年
10 赵楠;基于机器学习的供应链绩效智能分析方法研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑伟;MDL算法用于时间梯度设计试验猪骨骼肌基因调控网络分析上的研究[D];华中农业大学;2010年
2 裴喆;防空导弹脱靶量测量方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 罗嘉;一类基因调控网络的定性分析[D];武汉科技大学;2010年
4 李英伟;基于增量改进贝叶斯领域问句分类研究[D];昆明理工大学;2009年
5 王辉;计及分布式电源的配电系统可靠性评估[D];河北农业大学;2011年
6 高晓利;基于贪婪搜索的贝叶斯网络结构学习算法[D];西安电子科技大学;2011年
7 李冰寒;基于蚁群优化的贝叶斯网结构学习算法[D];西安电子科技大学;2011年
8 张韶凯;基于贝叶斯网的潜类分析在基因关联分析中的应用[D];山西医科大学;2011年
9 吴倩;Logistic回归与贝叶斯网络在上市公司财务预警中的应用研究[D];吉林大学;2011年
10 刘鹏飞;电信客户忠诚度预测模型研究和系统实现[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张超;马存宝;宋东;许家栋;;基于粗糙决策树模型的复杂设备智能故障诊断[J];兵工学报;2008年09期
2 刘芳;陈英茂;白净;;基于医学图像处理的放射性药物内照射剂量计算[J];北京生物医学工程;2007年02期
3 曹会志;王晨;罗述谦;;结合蚁群算法的Snake模型的医学图像分割方法[J];北京生物医学工程;2007年03期
4 李辉;张安;徐琦;黄治军;;连续小波变换在传感器故障诊断中的应用[J];传感技术学报;2005年04期
5 吴希军;胡春海;;基于核主元分析与神经网络的传感器故障诊断新方法[J];传感技术学报;2006年01期
6 杨杰;郑海起;刘晓平;王彦刚;;多尺度柔性形态滤波在轴承故障诊断中的应用[J];轴承;2011年03期
7 和卫星;许莉;;数学形态学和HHT在轴承故障诊断中的应用[J];轴承;2011年11期
8 刘伯运,欧阳光耀,常汉宝;基于神经网络和D-S证据理论的柴油机状态评估[J];车用发动机;2005年05期
9 刘志广;毛岳衡;严宏庆;;汽车涂装线磷化除渣系统的改造[J];电镀与涂饰;2010年02期
10 李德光,张明立;基于未确知数理论的一种新的费用估算专家预测方法[J];导弹与航天运载技术;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王忠军;基于GIS的智能高速公路管理关键技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2009年
2 杨志荣;基于多源信息融合的水电机组故障诊断与轴心轨迹识别技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 蒋玲莉;基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究[D];中南大学;2010年
4 吴胜强;核主元分析及证据理论的多域特征故障诊断新方法研究[D];燕山大学;2011年
5 侯俊剑;基于声像模式识别的故障诊断机理研究[D];上海交通大学;2011年
6 彭颖;基于退化隐式半马尔科夫模型的设备健康预测及系统性维护策略研究[D];上海交通大学;2011年
7 陈国金;工业过程监控:基于主元分析和盲源信号分析方法[D];浙江大学;2004年
8 李坚;不确定性问题初探[D];中国社会科学院研究生院;2006年
9 张晓丹;汽车发动机故障诊断中不确定性问题的贝叶斯网络解法[D];东北大学;2005年
10 付波;基于弯扭耦合振动与轴心轨迹辨识的水轮发电机组故障诊断研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡尚辉;范例推理在智能车辆监控数据处理系统中的应用[D];河北科技大学;2011年
2 田静宜;基于粗糙集和神经网络的柴油机故障诊断研究[D];中北大学;2011年
3 董延胜;粒子群算法在神经网络参数优化中的应用[D];河南科技大学;2009年
4 毛波;电液伺服系统的自学习模糊控制策略研究[D];燕山大学;2011年
5 刘冬;基于振动信号处理的旋转机械故障诊断[D];上海交通大学;2010年
6 陈琼;基于信号处理的模式识别方法在滚动轴承故障诊断中的应用[D];北京化工大学;2011年
7 赵明;基于案例推理的机车故障诊断专家系统研究[D];中南大学;2004年
8 尚鑫;基于神经网络的混凝土斜拉桥健康状态评估技术研究[D];长安大学;2004年
9 陈小岗;基于贝叶斯网络的智能诊断技术研究及系统开发[D];南京理工大学;2005年
10 陈二强;贝叶斯网络在飞机故障诊断与维修优化中的应用[D];电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 姚楠;余劲;;基于云计算方法的电力视频故障及状态智能检测技术研究[J];华东电力;2013年12期
2 韩春生;;大机故障诊断专家系统的建立[J];铁道建筑;2013年11期
3 赵皑;柳玉;贲可荣;;基于知识约简的故障案例重用方法[J];武汉大学学报(理学版);2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王灿明;;不确定理论在机械产品设计维修中的应用[A];第十一届中国不确定系统年会、第十五届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王晓云;基于支持向量机的优化在图像分类中的应用研究[D];上海交通大学;2013年
2 杨铎;白车身焊装过程实时监控与故障诊断系统及其关键技术研究[D];合肥工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 杨定新,陶利民,陶俊勇,温熙森;捷联惯导系统电路故障诊断的故障树分析法[J];航空电子技术;1999年04期
2 王双成;林士敏;陆玉昌;;贝叶斯网络结构学习分析[J];计算机科学;2000年10期
3 邢永康;沈一栋;;学习信度网的结构[J];计算机科学;2000年10期
4 刘志强;因果关系,贝叶斯网络与认知图(英文)[J];自动化学报;2001年04期
5 刘刚,杨世凤,马跃进,邝朴生;设备故障诊断步骤优化的研究[J];农业工程学报;1997年04期
6 慕春棣,tsinghua.edu.cn,戴剑彬,叶俊;用于数据挖掘的贝叶斯网络[J];软件学报;2000年05期
7 傅军,贺炜,阎建国,张洪才;贝叶斯网络在柴油机动力装置故障诊断中的应用[J];上海海运学院学报;2001年03期
8 周长春,陈勇刚;基于人工神经网络的城市火灾事故的预测方法[J];中国安全科学学报;2005年05期
9 陶俊勇,温熙森,杨定新,陶利民;车载挠性SINS/GPS组合导航系统研究[J];中国惯性技术学报;1999年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡晓明;吴建华;;基于证据理论数据融合的故障诊断研究[J];液压气动与密封;2008年03期
2 王艳;张立国;刘永福;;基于MAS和贝叶斯网络的电网故障诊断研究[J];福建电脑;2009年10期
3 郝军;吴炜;杨栈;;改进D-S算法在船舶汽轮机故障诊断中的应用研究[J];船海工程;2007年03期
4 赵可新;刘振名;彭景芹;;应用于破碎机故障诊断系统中的信息融合技术[J];制造业自动化;2011年01期
5 苗红霞;王宏华;;基于数据融合的高压断路器故障诊断方法研究[J];工矿自动化;2010年10期
6 杨志荣;周建中;;一种基于D-S证据理论的水轮机故障诊断方法[J];水电能源科学;2009年02期
7 段黎明;李敏;毛世红;;船舶动力装置监测与故障诊断系统研制[J];重庆大学学报;2009年11期
8 陈恬;孙健国;郝英;;基于神经网络和证据融合理论的航空发动机气路故障诊断[J];航空学报;2006年06期
9 赵伟;白晓民;丁剑;方竹;李再华;;基于协同式专家系统及多智能体技术的电网故障诊断方法[J];中国电机工程学报;2006年20期
10 樊宁;高凤岐;;基于贝叶斯网络的电子设备故障诊断技术研究[J];仪表技术;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 葛新峰;徐广文;周叶;唐澍;;水电机组故障智能诊断研究综述[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
2 李昂;原媛;齐世友;丁亚飞;;通信对抗装备故障诊断系统的设计与实现[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
3 樊淑趁;熊诗波;;人工神经网络在采煤机故障诊断系统中的应用[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
4 鲍忠利;李涛;王彤;刘明东;;故障诊断系统在大庆采油一厂离心泵机组监测中的应用[A];设备监测与诊断技术及其应用——第十二届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2005年
5 李淑芬;幺洪波;;基于模式识别故障诊断方法[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
6 周伟华;彭亦功;那晓旭;;基于Multi-Agent的故障诊断系统技术[A];中国仪器仪表学会2008学术年会第二届智能检测控制技术及仪表装置发展研讨会论文集[C];2008年
7 黄志强;翁红林;;基于声卡的小型柴油机故障诊断系统研究[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
8 肖民;姚寿广;;船舶主机常见故障诊断系统研究[A];第十届全国内河船舶与航运技术学术会议论文集[C];2006年
9 郑军华;邢西哲;傅强;;液压缸故障诊断信号监测系统的研究[A];液压与气动学术研讨会论文集[C];2004年
10 郑军华;邢西哲;傅强;;液压缸故障诊断信号监测系统的研究[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第三卷)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李立红 李荣梧;用技术创新提高设备管理水平[N];中国冶金报;2006年
2 王铁 显丽 宝书;铁肩担大任[N];解放军报;2011年
3 本报记者 伍平;我省成功研制出输电线路故障诊断系统[N];云南科技报;2009年
4 记者 唐明恒;“载人航天器故障诊断系统研究”通过验收[N];重庆日报;2000年
5 李萍;济钢EAM离线网络点检和故障诊断管理系统创效明显[N];中国冶金报;2007年
6 作者系哈尔滨商业大学金融学院副教授,博士 田立;市场不接受确定性[N];上海证券报;2007年
7 ;莱钢远程监控与故障诊断系统构建与实践[N];世界金属导报;2008年
8 记者 冯竞;载人航天器故障诊断系统开发成功[N];科技日报;2000年
9 记者 李黎通讯员 徐国青;理工监测四个项目跻身 “国家队”[N];宁波日报;2007年
10 记者 张远平;江阴海洋公司成功研发远程监控及故障诊断系统[N];中国船舶报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨昌昊;基于不确定性理论的机械故障智能诊断方法研究[D];中国科学技术大学;2009年
2 张少中;基于贝叶斯网络的知识发现与决策应用研究[D];大连理工大学;2003年
3 李俭川;贝叶斯网络故障诊断与维修决策方法及应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 刘思远;信息融合和贝叶斯网络集成的故障诊断理论方法及实验研究[D];燕山大学;2010年
5 华斌;贝叶斯网络在水电机组状态检修中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
6 胡文斌;基于多Agent的分布式智能群决策支持系统关键技术研究[D];武汉理工大学;2004年
7 张德利;基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
8 洪净;中医辩证量化方法学研究[D];湖南中医学院;2002年
9 李启青;遥感数据处理的遗传优化及其组合算法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
10 霍利民;基于贝叶斯网络的电力系统可靠性评估[D];华北电力大学(河北);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高亚格;多传感器信息融合中态势估计方法研究[D];兰州理工大学;2006年
2 应凤刚;无人作战飞机对地攻击态势威胁评估方法和算法研究[D];西北工业大学;2005年
3 杨晓东;基于贝叶斯网络的配电网可靠性评估[D];华北电力大学(河北);2004年
4 费致根;Bayes网络在故障诊断中的应用[D];郑州大学;2004年
5 肖文辉;基于本体的智能故障诊断的不确定性推理研究[D];湖南科技大学;2010年
6 陈新亿;基于KL距离的贝叶斯网络结构学习算法研究[D];云南大学;2010年
7 莫富强;基于领域知识的贝叶斯网络学习研究[D];合肥工业大学;2008年
8 钱隆;贝叶斯网络在基于几何模型的建筑物检测中的应用研究[D];合肥工业大学;2003年
9 朱传霞;MMOG中玩家联盟策略的研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
10 张荧驿;基于T-S重要度和贝叶斯网络的多态液压系统可靠性分析[D];燕山大学;2011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