神经网络对水电机组振动故障的应用研究

研究水电机组振动故障问题.由于引起水电机组故障原因十分复杂,且监测数据量大、冗余信息严重,采用传统的RBF神经网络对水电机组故障进行诊断,存在RBF网络结构复杂、训练时间长和诊断准确率低等缺陷.为了提高故障诊断的准确性,提出一种主成分分析和RBF神经网络相结合的水电机组故障诊断方法.首先用主成分分析方法对故障信息进行预处理,消除无用和冗余的信息,然后采用RBF神经网络对预处理后的故障信息进行训练和诊断,从而减少RBF神经网络的规模,简化网络结构,加快故障诊断速度.借用某电站实测机组数据进行仿真,结果表明,本文算法不仅很好地克服了传统RBF神经网络的不足,而且有效地提高了水电机组故障诊断准确性和效率,结果证明本文提出的水电机组故障诊断方法的有效性和优越性.     

基于虚拟仪器的水电机组在线振动监测系统

介绍了基于虚拟仪器的在线振动监测系统的基本组成、实现方法和功能,采用PXI总线仪器和LabVIEW可视化的虚拟仪器系统开发平台,把传统仪器的所有功能模块集成在一台计算机中,用户可以通过修改虚拟仪器的软件改变其功能与规模。该系统实现了水电机组振动信号的自动采集,并能通过计算机进行振动信号的处理和分析。     

基于SA-WNN模型的水电机组故障诊断研究

针对水电机组振动故障征兆和故障类型的非线性特性及传统小波网络在故障诊断中的缺陷,设计了一种基于模拟退火算法的小波神经网络(SA-WNN)故障诊断模型。将SA-WNN诊断模型应用到水电机组四种典型故障,验证其可行性。实例结果表明,与传统小波网络相比,基于模拟退火算法优化的小波神经网络训练次数少,收敛精度高,为水电机组故障诊断提供了新途径。     

基于盲源分离和EEMD的水电机组转子故障诊断研究

转子系统发生振动时产生的信号是多个故障源振动信号的混合,如何分离出混合信号中的各个故障源振动信号,是进行水电机组转子系统故障诊断的关键;针对此问题,采用一种基于EEMD-PCA-ICA的自适应单入多出盲源分离法,通过转子系统故障的实验研究表明,该算法具有很好的分离效果。     

基于DSP+ARM的风电机组振动监测仪的研究

主要研究了基于DSP+ARM双核的风电机组监测仪,以轴承振动信号作为监测对象,通过时域分析和小波包分析诊断风电机组故障;描述了系统设计方案,研究了数据检测方法、通讯方式、人机接口功能、DSP和ARM的通信方式。该系统是一款功能比较强大,能够可靠监测风电机组,并能有效的分析处理数据的系统。     

振动破碎系统的建模与动力学分析

对振动破碎机的多刚体-散体(物料层)耦合动力学问题进行了深入研究．首先通过实验识别出物料层的非线性滞回力的数学模型和参数,然后根据拉格朗日方程建立了振动破碎机的动力学方程,并用数值方法分析了该系统中刚散耦合的动力学特性,初步揭示了物料层对四动颚的相对运动轨迹的影响规律,并通过动力学试验验证了数值分析结果的正确性．为实际振动破碎机的动力学设计和产品开发奠定了基础．     

外流作用下管道流固耦合非线性动力学研究进展

管道广泛应用于海洋、核电以及航空航天等重大工程中,是采油平台、蒸汽发生器等重要工程装备的关键结构之一.当有外部流体经过时,管道会发生流固耦合振动行为,是导致重大装备振动破坏和失效的重要原因之一,已成为重大工程设计必须解决的关键问题.本文针对外流作用下柔性管道流固耦合非线性动力学机理这一科学问题,梳理了国内外学者的重要研究成果,重点分析了柔性管道分别在横向外流和轴向外流作用下的流固耦合非线性振动行为.从实验研究、仿真分析和理论建模等方面进行了深入地探讨,揭示了外部流体对管道动力学行为的影响机制.最后,对当前国内外研究现状进行了简要的总结,并给出了这一研究仍存在的难点与挑战.     

基于虚拟仪器的水电机组在线状态监测系统的研究*

随着水电机组状态检修的不断开展, 需要实现对机组的状态监测, 及时了解机组的运行情况并能及时处理。考虑到水电机组状态监测的多样性和复杂性, 结合实际, 提出水电机组在线状态监测的项目和基于PXI 总线仪器和LabVIEW 的具体实施方案。状态监测系统通过对水电机组状态量的采集、处理和分析, 来实现水电机组运行状态在线实时监测, 极大地提高了机组利用率。该系统在水电机组的状态检修中得到了实际应用。     

基于SG-UAP的水电机组异动信息态势感知仿真

为了全面提升传统水电机组异动信息态势感知模拟方法的性能,设计并提出基于SG-UAP的水电机组异动信息态势感知模拟方法.将网络人口路由器上检测到的水电机组信息进行整理;选用在线属性区间划分以及离线子空间树聚类得到类簇;在SG-UAP平台上选用多数投票方法对获取的聚类簇进行标记;获取水电机组的正常信息以及水电机组的异动信息...     

网络化水电机组振动监测和故障诊断系统

针对水电机组振动监测与故障诊断的多样性和复杂性,运用PXI总线仪器和LabVIEW可视化的虚拟仪器系统开发平台,设计并组建网络化水电机组在线振动监测和故障诊断系统.该系统实现了水电机组振动信号的数据采集、数据处理和分析,并能通过网络进行故障诊断.实际应用证明这种基于虚拟仪器技术的网络化水电机组在线振动监测和故障诊断系统具有很强的灵活性和可扩展性.     

基于Hilbert-Huang变换的非线性振动系统的研究*

本文基于Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)提出了一种时频信号处理方法,并应用于非线性振动系统的识别。HHT利用由信号局部最大值与最小值得到的当前时间尺度去筛选不同时间尺度、频率从高到低顺序排列的各分量。另一方面,由于HHT不是利用先验的基函数与函数的正交性提取各分量成分,从而能得到比较准确的系统特征与非线性估计。对于单自由度非线性系统的参数识别,该方法处理了一有阻尼的自由瞬态响应与稳态响应以及利用由小扰动分析得到的依赖幅度的动态特性来确定非线性的类型与级别以及系统的参数。非线性系统的数值仿真算例表明,本文提出的方法对不同的非线性动态系统能够提供准确的识别。     

基于大数据技术的小水电机组负荷分配优化平台研究及应用

为提高水能利用率,解决小水电机组以最优效率为目标负荷分配问题,开发了 一套基于大数据技术的小水电机组负荷优化分配平台.平台通过对基础数据和在线测量数据的分析,自动识别机组的状态条件、运行工况、稳定性能等情况.在此基础上,给出一种在线基于实时动态自校正的逐次迭代效率曲面拟合方法,解决大数据样本误差噪声引起的效率拟合误差以...     

一类弦-梁耦合非线性振动系统的动力学数值模拟研究

本文研究了一类具有参数激励和外激励弦-梁耦合非线性系统.首先,运用多尺度法分析弦-梁耦合非线性系统的响应,求得系统平均方程.其次,基于求得的方程,以系统的阻尼系数作为分叉参数,并对系统平衡点的稳定性进行分析,得到平衡点的分叉曲线.为了验证理论预测的正确性数值模拟了不同分叉参数下的相空间轨线.利用四阶龙格库塔方法验证了弦-梁耦合非线性系统混沌运动的存在性,从数值模拟看出系统存在单倍周期运动、多倍周期运动和混沌运动.     

基于小波包分析及神经网络的汽轮机转子振动故障诊断

根据Bently实验台所采集的碰摩、松动、不对中、不平衡4种典型汽轮机转子振动故障信号,运用小波包分析方法对其进行能量分析并提取故障特征.分析结果表明:小波包分析与信号能量分解的故障特征提取方法,可以获得汽轮机转子振动的故障状态,有较好的故障区分度;另外由于经过小波包分解再重构后所提取的故障特征参数浓缩了汽轮机转子振动故障的全部信息,而BP神经网络具有优良的非线性映射能力,对提取的故障特征参数应用BP神经网络映射,可对汽轮机转子振动故障进行进一步的诊断.诊断结果表明:基于小波包分析及神经网络的故障诊断方法,具有较高的故障识别能力.     

基于非线性消振器的空间结构被动振动抑制

研究了空间结构振动抑制的被动非线性消振方法.提出了适用于空间环境的非线性消振器结构及动力学模型,该结构通过引入磁力实现空间环境下航天器结构的振动抑制.然后,从理论上建立了含有非线性消振器的空间悬臂梁结构动力学模型,并通过Galerkin截断及数值分析方法分析了瞬态激励下非线性消振器对空间悬臂梁结构的被动振动抑制效果.仿真结果表明,该被动非线性消振器对系统的能量耗散率可以达到92%,可以实现非常好的振动抑制效果,能够适应空间环境,并提高航天系统的可靠性.     

基于STM32F103VC的水电机组监测系统设计

根据水电站水电机组运行参数实时监测的需求,设计了基于STM32F103VC硬件平台的水电机组运行指标监测效率仪,并对信号调理和抗干扰部分进行了优化设计,提高了参数监测精度,其分辨率较传统效率仪提高了10倍,远程在线检测数据误码率<10-6。该效率仪已成功应用于某大型水电站水电机组运行参数的监测。     

基于粒子群优化算法电机转子故障诊断研究

提出一种基于反向粒子群优化算法感应电机转子故障诊断方法。将转子磁链误差作为粒子群的适应度函数,通过反向粒子群优化算法自适应调整转子磁链电流模型的参数,辨识故障状态下感应电机的转子电阻。仿真结果表明,该方法对电源电压、负载波动具有较强的抗干扰能力,运算效率高,收敛速度快,具有良好的辨识效果。     

基于案例推理的多故障诊断方法研究*

在分析多故障模式特点的基础上,建立了面向多故障的案例知识库,并提出了一种基于二次检索策略的多故障诊断方法。采用基于权重隶属度的候选案例生成方法对案例库进行初步检索,有效地减少了候选案例的数量;通过灰色关联分析对案例相似度进行计算,获得最有可能发生的故障案例,避免了多故障组合爆炸所带来的大计算量问题。最后通过实例对所提出的方法进行了说明。     

火炮振动分析与多体系统模型研究

研究火炮振动对于提高射击精度有重要意义. 冲击激励的特殊性和机械系统的复杂性,使火炮振动成为长期关注的经典问题,建立逼近火炮真实运动状态的动力学模型、分析掌握各种冲击作用下的振动特性,是火炮振动的核心研究分支. 本文在发展多刚体与多柔体系统动力学理论的基础上,研究了火炮动力学的 Lagrange 方程及 Guass 变分建模方法,并由其建立了火炮振动的刚性、刚柔耦合多体系统模型; 针对案例分别研究了火炮系统的冲击响应规律及固有振动特性,获得了火炮振动与其结构参数的内在联系. 研究结果对于改善火炮的振动性能、提高射击精度,具有理论指导意义和工程应用价值.