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《西北工业大学》 2007年
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基于粗糙集理论的旋转机械故障诊断技术

皮骏  
【摘要】: 作为人工智能领域中的一种新方法—粗糙集理论,是继概率论、模糊集理论、证据理论之后的又一种新的处理不确定性信息的数学方法。它不仅为信息科学和认知科学提供了新的科学逻辑和研究方法,而且为智能信息处理提供了有效的处理技术。 粗集作为一种处理不确定、不精确数据的数学工具,从新的角度认识知识,特别值得注意的是它与其它软计算方法有很强的集成能力。此种背景下,基于粗分析的智能决策就成为决策学科的一个前沿问题。 选择合理有效的简明属性集,是粗集研究的重要内容。最优属性选择也是NP-hard问题。 机械故障诊断是根据设备运行状态信息查找故障源,并确定相应决策的一门综合性科学。故障源发出的信息,是通过系统的特征和状态来传递的。故障诊断技术中,最关键也是最困难的问题之一是故障特征提取。它制约着故障诊断的准确率和故障早期预报的准确性及可靠性,是当前故障诊断研究中的瓶颈。 有些反映早期故障特征的信号常常比较微弱,而相应的非故障特征信号分量却比较强,往往会淹没那些反映早期故障征兆的信号,这些信号有的直接反映系统的故障,有的需要进行加工处理后得到新量(如模型参数)才能反映系统故障。为了更有效、更容易地获得故障特征信息,本文建立了小波—自信息包络解调法。 本文建立了滚动轴承故障诊断实验装置,模拟了典型的滚动轴承故障,对所建立的故障诊断方法进行了验证和校核,通过对比Hilbert法表明,该方法能更有效的提取轴承故障特征。 本文还研究了一种新的时频分布,通过实验研究表明该时频分布在能量聚集方面优于传统的WVD,更容易诊断轴承故障和监测轴承局部故障的发展趋势。 本文采用了正、反进动理论特征值作为条件属性,运用粗集—熵最大理论获取最优特征集,然后运用BP、RBF对转子碰摩、不平横故障进行了诊断。 本文针对轴承故障的特点,建立了滚动轴承动力学模型。频率特征量采用经小波—自信息包络解调法获取的谱熵、特征频率最大谱值、谱能量,时域特征量采用经本征模态法获得的组合信号的绝对平均值、有效值和峭度值,将频率特征量和时域特征量作为条件属性,运用粗集—熵最大理论获取最优特征集,然后应用自组织映射对轴承故障进行了诊断。 本文建立了轴承故障字典,该方法能准确的诊断出轴承故障。为工程师提供更好的故障诊断辅助工具。 本文经过大量实验表明运用粗集—熵最大理论获取最优特征集,在达到相同分类的前提下能缩短神经网络训练时间。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TH17

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵慧敏;柴油机非稳态振动信号分析与智能故障诊断研究[D];天津大学;2010年
2 赵佰亭;混合决策系统的粗集模型及在转台故障诊断中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 臧红岩;矿井风机故障智能诊断研究[D];山东轻工业学院;2011年
2 曹黎明;基于粗糙集理论的汽轮机组振动故障诊断研究[D];东北电力大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李玉榕;信息融合与智能处理的研究[D];浙江大学;2001年
2 赵冲冲;基于支持向量机的旋转机械故障诊断[D];西北工业大学;2003年
3 武和雷;集成智能故障诊断策略及其应用研究[D];浙江大学;2003年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王倩;蒋林华;张京丰;徐海群;;模糊神经网络在粉煤灰混凝土强度预测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年06期
2 张彤;王建平;孟改样;;异因同果关联神经网络在工程造价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
3 赵彦辉;张乐文;邱道宏;仲晓杰;;基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判[J];四川建筑科学研究;2011年02期
4 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
5 于海涛;Rough集理论在数据约简中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
6 徐勇;知识发现及其相关技术的研究[J];安徽教育学院学报;2005年03期
7 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
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4 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
5 吕思颖;刘载文;王小艺;崔莉凤;;基于Elman神经网络的水华短期预测模型[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 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
7 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
8 方炜炜;杨炳儒;彭珍;;一种基于粗糙集的启发式属性归约的新算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 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
10 石志刚;施强;盛刚;;基于案例推理的高速公路紧急救援决策研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010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 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[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 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
8 牟向伟;模糊语义个性化推荐系统在电子政务中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
9 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 郑占;基于CA模型的城市用地扩张模拟研究[D];华中农业大学;2010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 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 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
6 王丽敬;地理案例的空间相似性计算[D];山东科技大学;2010年
7 杨新忠;基于案例的地理时空过程表达模型研究[D];山东科技大学;2010年
8 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
9 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 覃文洁;内燃机曲轴系振动响应的多体系统动力学分析方法[J];安全与环境学报;2002年02期
2 赵骞,郝志勇;柴油机曲轴系扭转振动的有限元模型研究[J];车辆与动力技术;2000年04期
3 郝大海;;基于Hilbert-Huang变换的发动机振动信号特征提取[J];兵工自动化;2007年12期
4 胡方;黄建国;褚福照;;基于粗糙集的武器系统灰色关联评估模型[J];兵工学报;2008年02期
5 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
6 杨露;沈怀荣;;希尔伯特-黄变换与小波变换在故障特征提取中的对比研究[J];兵工学报;2009年05期
7 刘永建;朱剑英;夏洪山;;基于粗神经网络的民用飞机故障诊断[J];北京航空航天大学学报;2009年08期
8 吴明赞,陈森发;柴油机曲轴运转的非线性振动与混沌[J];船舶工程;2002年01期
9 周皓;李少洪;;支持向量机与证据理论在信息融合中的结合[J];传感技术学报;2008年09期
10 谢刚;王理飞;谢克明;;基于火焰图像特征和粗糙集理论的燃烧诊断系统[J];测试技术学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李志敏;基于振动分析的内燃机主轴承状态监测与故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2001年
2 孙颖楷;内燃机智能故障诊断系统的研究及应用[D];重庆大学;2001年
3 张彼德;汽轮发电机组振动多故障诊断模型及方法研究[D];重庆大学;2002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 许琦;粗糙集理论在旋转机械故障诊断技术上应用的研究[D];南京工业大学;2003年
6 欧健;汽轮发电机组振动故障集成诊断网络模型及方法研究[D];重庆大学;2004年
7 余红英;机械系统故障信号特征提取技术研究[D];中北大学;2005年
8 王庆东;基于粗糙集的数据挖掘方法研究[D];浙江大学;2005年
9 王红茹;动态系统的鲁棒故障检测与分离方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 刘小峰;振动信号非平稳特征的深层提取技术及远程诊断服务系统的研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖志辉;基于模糊推理和BP神经网络的机械故障智能诊断系统的研发[D];重庆大学;2004年
2 陈岳良;分形在齿轮箱故障诊断中的应用[D];中北大学;2005年
3 陆雯;精密伺服转台系统先进故障诊断技术研究与实现[D];南京航空航天大学;2005年
4 边宝峰;基于神经网络和D-S证据理论的信息融合方法的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
5 劳佳锋;应用粗集理论解决故障诊断中的不确定性问题的研究[D];浙江工业大学;2005年
6 刘清龙;火电厂风机状态监测与故障诊断系统研究[D];武汉大学;2005年
7 闫宏莉;证据理论在机械设备故障诊断中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2006年
8 孙一奇;基于PROFIBUS-DP现场总线的掘进工作面多局部通风机监测监控系统的研究[D];太原理工大学;2006年
9 范兴铎;基于粗集—神经网络的智能混合故障诊断系统的研究[D];浙江工业大学;2006年
10 赵鹏;基于信息融合技术的航空发动机故障诊断[D];西北工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 陈祥龙;胡春艳;梅检民;肖云魁;贾继光;;基于非线性小波变换和经验模式分解的轴承故障特征提取[J];军事交通学院学报;2011年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王晋;基于粒子滤波信号处理的柴油机故障诊断[D];中北大学;2012年
2 孔祥渠;汽轮发电机组转子热弯曲故障分析及诊断方法研究[D];华北电力大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 梅宏斌,吴雅,杨叔子,崔乐芳,吴克勤;用包络分析法诊断滚动轴承故障[J];轴承;1993年08期
3 武和雷,朱善安,林瑞仲,郑剑锋;滚动轴承故障诊断虚拟仪器系统[J];轴承;2002年12期
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8 马洪超,胡光道;地学数据融合技术综述[J];地质科技情报;1999年01期
9 焦李成,保铮;子波理论与应用:进展与展望[J];电子学报;1993年07期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 王艳梅;胡小平;李舟军;张丽娟;;基于粗糙集理论的液体火箭发动机故障诊断[J];导弹与航天运载技术;2006年02期
3 刘晖;陈小惠;刘银峰;;基于粗糙集和模糊kohonen聚类网络的多传感器数据融合[J];电子测量与仪器学报;2010年03期
4 赵佰亭;陈希军;曾庆双;;不完备模糊混合决策系统的邻域粗糙集分析方法[J];吉林大学学报(工学版);2011年03期
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7 钟新辉,费逸伟,李华强,姜旭峰;粗糙集和证据理论在磨粒识别中的应用[J];润滑与密封;2005年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 张强;;以校园网为平台充分发挥计算机作为知识载体的作用[A];教育技术:信息化阶段新发展的研究[C];2007年
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8 杨斌;闫桦;;基于粗糙集理论的农业水价承受能力研究[A];第十一届中国管理科学学术年会论文集[C];2009年
9 刘永清;刘泉宝;;关于知识表示的思考[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
10 袁正午;汤井田;;智能自动电法观测系统研究[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张巍巍;史话:打响“第一枪”[N];科技日报;2009年
2 本报记者 张颍;AI,人类,2045[N];华夏时报;2011年
3 叶柳青;潘云鹤:与人工智能的不解之缘[N];江苏科技报;2008年
4 本报记者 韩霁;“人工智能”运用领域越来越宽[N];经济日报;2007年
5 杨峥;华 硕 人工智能引领主板新时尚[N];中国电脑教育报;2004年
6 记者 张宪;人工智能何时最终模拟人脑[N];工人日报;2006年
7 记者 何鑫 通讯员 张燕霖;高交会“中国象棋人机大战”今开战[N];深圳商报;2009年
8 吴成良;“机器人科学家”上岗[N];人民日报;2010年
9 本报驻多伦多记者王心见;让我做你的好帮手[N];科技日报;2002年
10 赵南元;人工智能:哲学的困境?[N];中华读书报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 皮骏;基于粗糙集理论的旋转机械故障诊断技术[D];西北工业大学;2007年
2 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
3 潘文杰;基于人工神经网络技术的烤烟重金属积累特征研究[D];西南大学;2006年
4 王刚;混合智能系统及其在商务智能中的应用研究[D];复旦大学;2008年
5 刘孟祥;三效催化转化器高效长寿低排放优化设计理论及方法研究[D];湖南大学;2008年
6 赵野军;橡胶挤出机智能CAD的技术和方法研究[D];北京化工大学;2005年
7 傅少君;岩土结构仿真反馈分析的理论与实践[D];武汉大学;2005年
8 仝秋红;基于智能技术的内燃机油添加剂优选及配伍研究[D];长安大学;2004年
9 朱名日;地球物理场对磁敏式传感器影响及其应用研究[D];中南大学;2004年
10 孙洁;企业财务危机预警的智能决策方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李宗杰;基于粗糙集的飞机远程诊断知识获取模型研究[D];中国民航大学;2007年
2 唐述;拟人多信息融合方法的研究和应用[D];北京化工大学;2007年
3 王德瀚;基于MAS的智能控制系统研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
4 张春美;基于粗糙集的自适应神经模糊推理系统的研究和应用[D];太原理工大学;2005年
5 路阳;信息Agent适应性实现技术研究[D];大庆石油学院;2005年
6 段国强;智能水下机器人(AUV)自救模糊专家系统仿真研究[D];华中科技大学;2005年
7 党兰学;汉字语法语义智能输入法总体设计与部分实现[D];河南大学;2006年
8 马会;基于遗传算法的智能组卷系统的研究与实现[D];沈阳工业大学;2009年
9 张青枝;基于粗糙集的专家系统研究[D];武汉理工大学;2003年
10 张腾飞;基于粗糙集和RBF网络的动态建模方法研究[D];上海海事大学;2004年
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