利用模糊技術(shù)的泵的振動(dòng)診斷方法畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 20:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 其中乘法運(yùn)算代替了邏輯與“”，極限操作符取代了邏輯或“”。所以：其中，表示取較小值，和表示在算法中n個(gè)數(shù)的總和。也就是說(shuō)：在這種模糊診斷模型中，故障癥狀模糊值闡明了泵產(chǎn)生的不同種類(lèi)故障的相對(duì)影響的重要性，而且代表著不同種類(lèi)原因所產(chǎn)生的不同種類(lèi)故障的嚴(yán)重性。的值越大表明越嚴(yán)重。當(dāng)一些故障被認(rèn)定并且進(jìn)行判別時(shí)，是元素的上限值。由此，我們知道對(duì)于不同故障的每個(gè)模糊癥狀向量來(lái)說(shuō)，模型是一種模糊綜合判別方法。：振動(dòng)信號(hào)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械診斷，主要原因是因?yàn)檎駝?dòng)分析可以更好地了解機(jī)械運(yùn)作時(shí)的振動(dòng)機(jī)制并且而且振動(dòng)信號(hào)的變化可以很容易的反應(yīng)機(jī)械的動(dòng)態(tài)特性和其故障狀態(tài)。當(dāng)然，五柱塞泵的振動(dòng)是在其正常的工作條件下產(chǎn)生的。這次試驗(yàn)工作是在中國(guó)吐哈油田的一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行的，考慮到對(duì)五柱塞泵的破壞程度和經(jīng)濟(jì)成本，在實(shí)驗(yàn)中，許多故障是在泵的液壓端進(jìn)行模擬的。采集了正常情況下的振動(dòng)信號(hào)和幾種異常情況下的振動(dòng)信號(hào)，加速度計(jì)被安裝在泵的液力端的外殼上。泵的曲柄軸的轉(zhuǎn)速接近370轉(zhuǎn)每分鐘（），采樣頻率為2000Hz。圖2（a）和（b）顯示了振動(dòng)數(shù)據(jù)的FFT（振動(dòng)信號(hào)的頻譜）的大小情況。圖2是一個(gè)具體的例子，兩個(gè)典型的頻譜都是來(lái)自于從液壓高端采集的一個(gè)動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號(hào)。此圖顯示了一個(gè)故障頻譜和一個(gè)正常的頻譜，很顯然，在這種情況下（及其它多種情況）光譜之間的差異是很明確的。為這些工作情況設(shè)計(jì)自動(dòng)診斷工具不成問(wèn)題，問(wèn)題出現(xiàn)在代表不同故障的信號(hào)（和光譜）之間的差異非常微妙。圖3是一個(gè)例子，兩個(gè)光譜代表看起來(lái)很類(lèi)似但性質(zhì)不同的嚴(yán)重故障。在這種情況下，有相當(dāng)大的不確定性，所以必須要有一臺(tái)嚴(yán)密的精細(xì)的自動(dòng)診斷工具。不僅是個(gè)別代表不同故障的頻譜往往很相似，而且很顯著的表明在一定范圍內(nèi)變化的頻譜也可以代表著同一種故障。圖4的（a）和（b）顯示了代表同一種故障的兩種頻譜，目前的挑戰(zhàn)是能提供早期檢測(cè)能力以及用一種誤報(bào)率很低的方法來(lái)區(qū)別不同種類(lèi)的故障。在泵的故障診斷中，振動(dòng)信號(hào)的頻譜包含著復(fù)雜的運(yùn)行狀態(tài)信息，為了確保用于泵的故障診斷的模糊邏輯的可靠性，提取振動(dòng)信號(hào)頻譜的特征顯得尤為重要。 泵的液力端水平方向的振動(dòng)能量主要集中在三個(gè)頻段：0–60 Hz,90–190 Hz,和 300–500 Hz。在其它的頻率范圍如500—800Hz，有一些幾乎沒(méi)有任何變化的能量分布。很明顯，脈沖幅度的波動(dòng)取決于曲柄軸旋轉(zhuǎn)一周負(fù)載的變化。如上圖所示，頻譜的能量分布范圍較寬，而且脈沖峰的頻譜很多，表現(xiàn)為一個(gè)集群。這些表明，液壓的脈動(dòng)是由泵的柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，影響脈沖波動(dòng)的因素有泵液壓端排氣閥的開(kāi)關(guān)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的周期性的振動(dòng)。因?yàn)檎駝?dòng)信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)變化非常微小，所以如果直接使用光譜會(huì)使問(wèn)題變得很困難而且所需要的頻譜也很難從中分離出來(lái)。然而，我們知道當(dāng)泵發(fā)生故障時(shí)，振源和振動(dòng)不斷地變化將不僅僅導(dǎo)致每一種故障發(fā)生變化，而且也會(huì)導(dǎo)致信號(hào)能量發(fā)生變化，從而會(huì)使光譜級(jí)在正常的水平基礎(chǔ)上增大或者減小。因此，我們可以利用這些變化特征從光譜中分理處我們想要的頻率，然后使用模糊診斷方法來(lái)監(jiān)測(cè)泵的情況。在頻域內(nèi)，頻率范圍內(nèi)不同頻率的數(shù)值可以表示出相應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)的能量級(jí)。從本次液壓泵水平方向振動(dòng)信號(hào)測(cè)試的頻譜分析中，我們總結(jié)出了八個(gè)特征。它們分別是：（1）峰值能量為5KHz。進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)峰值能量的分析包含三個(gè)步驟：（a）Fig. 4. Two frequency spectra that represent the same sample fault. (a) and (b) Failure both on the second inlet valve.使用一個(gè)濾波器檢測(cè)出5KHz的頻率，將時(shí)域信號(hào)中偏高或者偏低的頻率過(guò)濾掉從而排除其它情況的干擾。（b）調(diào)節(jié)信號(hào)的保留時(shí)間。（
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