提出了一种将核主元分析法(KPCA)与GRNN网络相结合的数控机床复合故障诊断方法。原始复合信号经过EMD分解,将得到的IMF与其他时频域特征值组成原始信号特征集;运用KPCA方法对原始特征集进行降维处理,构造核主元特征集;将筛选后的特征向量作为GRNN网络的输入,实现了数控机床不同复合故障的模式识别,并与其他3种网络对比,验证了该方法的优越性。
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将故障树分析和模糊逻辑有机地结合起来,提出了一种基于故障树分析和模糊逻辑的矿井提升机制动系统故障诊断方法。在建立提升机制动系统失效故障树的基础上,运用模糊故障诊断理论进行计算分析,根据最大从属度原则进行故障诊断。实例表明,这种方法简单易行,方便可靠,为提升机制动系统故障诊断提供了一种新途径。 《基于FTA和模糊逻辑的矿井提升机制动系统故障诊断》 故障树分析(FTA)是一种常用的风险评估和故障诊断工具,它通过图形化的方法,从系统的整体层面逐步细化到各个组成部分,揭示出可能导致系统失效的多种原因。在矿井提升机制动系统中,FTA能够清晰地展示制动失效的各种可能性,帮助分析人员理解故障发生的路径和条件。通过对故障树的分析,可以确定各个故障事件之间的逻辑关系,找出关键的故障源。 模糊逻辑则是一种处理不确定性和模糊信息的理论,适用于处理复杂的、非线性的故障识别问题。在制动系统故障诊断中,模糊逻辑可以通过定义模糊规则和隶属函数,将传感器数据转化为易于理解和处理的模糊概念。当监测到的信号存在噪声或难以精确量化时,模糊逻辑可以提供更准确的故障判断。 结合FTA和模糊逻辑,矿井提升机制动系统故障诊断的过程是这样的:构建制动系统失效的故障树,包括所有可能引发故障的基本事件;然后,利用模糊逻辑处理来自不同传感器的数据,通过模糊推理确定每个事件的模糊概率或从属度;根据最大从属度原则,识别出最可能的故障源。 在实际应用中,例如通过对振动加速度信号的频谱分析,可以发现异常频率和振动模式,如文中提到的800 Hz和1200 Hz的振动能量集中。这些特征频率与特定部件(如轴承)的故障特征相吻合,模糊逻辑可以帮助确定故障的具体类型,如轴承间隙不均导致的磨损和碰撞。 总结该文的研究成果,这种基于FTA和模糊逻辑的诊断方法具有以下优点:操作简便,可处理复杂的故障信息,提高了故障诊断的准确性和可靠性,减少了误诊的可能性,对于提升机制动系统的故障预防和早期发现有着重要作用。此外,定期的技术检测和维护也是确保矿山安全生产的关键,因此,提升矿山设备管理和维护人员的专业技能至关重要。 参考文献涉及了风机和提升机的相关故障分析及效率优化,进一步突显了故障诊断技术在煤矿机械设备中的重要性。这些技术的应用有助于减少设备故障,降低生产成本,保障矿井的稳定运行和矿工的生命安全。 本文提出的FTA和模糊逻辑结合的故障诊断方法为矿井提升机制动系统的故障识别提供了新的思路,对于提升矿山设备的运行安全和效率具有深远影响。
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以某数控装置为对象,研究其故障具有模糊性和不确定性发生概率的特点,综合运用故障树分析与模糊理论诊断故障发生概率。通过分析数控装置故障发生的机理,建立该装置的模糊故障树,进行定量计算,求得了基本事件的模糊重要度可靠性指标,为数控装置的可靠性评估、故障诊断以及维修决策提供了理论依据。
2025-12-16 21:24:56 229KB 数控装置 模糊故障树 故障诊断
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内容概要:本文介绍了一种基于多传感器多尺度一维卷积神经网络(MS-1DCNN)和改进Dempster-Shafer(DS)证据理论的轴承故障诊断系统。系统旨在通过并行处理来自四个传感器(三个振动传感器和一个声音传感器)的时序数据,提取多尺度故障特征,并通过智能融合机制实现对轴承故障的准确分类和不确定度估计。核心创新在于将MS-1DCNN的强大特征提取能力和DS证据理论在不确定性推理方面的优势相结合。系统采用两阶段训练策略,首先独立训练每个MS-1DCNN子网络,然后联合训练DS融合层,以应对数据集规模小而模型复杂的问题。报告详细描述了系统架构、数据规范、训练策略、结果评估与可视化等内容,并展示了该系统在提高故障诊断准确性和鲁棒性方面的优势。 适合人群:具备一定机器学习和深度学习基础,对故障诊断系统设计和实现感兴趣的工程师、研究人员和技术人员。 使用场景及目标:①适用于工业生产中旋转机械设备的故障检测与预防;②通过多传感器数据融合提高诊断的准确性和鲁棒性;③利用改进的DS证据理论处理不确定性和冲突信息,提供可靠的诊断结果和不确定度估计。 其他说明:该系统在设计上考虑了数据集较小的情况,采用了两阶段训练策略和数据增强技术,以防止过拟合并提高模型的泛化能力。未来的研究方向包括扩展到更多类型的传感器、探索更广泛的数据增强技术和合成数据生成方法,以增强模型在复杂真实环境中的诊断性能和可靠性。报告强调了可视化结果的重要性,包括损失与准确率曲线、混淆矩阵、t-SNE/UMAP特征空间可视化以及DS融合与单传感器特征图对比,以全面展示系统的性能提升。
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基于GADF(Gramian Angular Difference Field)、CNN(卷积神经网络)和LSTM(长短期记忆网络)的齿轮箱故障诊断方法。首先,通过GADF将原始振动信号转化为时频图,然后利用CNN-LSTM模型完成多级分类任务,最后通过T-SNE实现样本分布的可视化。文中提供了具体的Matlab代码实现,包括数据预处理、GADF时频转换、CNN-LSTM网络构建以及特征空间分布的可视化。实验结果显示,在东南大学齿轮箱数据集上,该方法达到了96.7%的准确率,显著优于单一的CNN或LSTM模型。 适合人群:从事机械故障诊断的研究人员和技术人员,尤其是对深度学习应用于故障诊断感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要对齿轮箱进行高效故障诊断的应用场合,如工业设备维护、智能制造等领域。目标是提高故障检测的准确性,减少误判率,提升设备运行的安全性和可靠性。 其他说明:该方法虽然效果显著,但在实际应用中需要注意计算资源的需求,特别是在工业现场部署时,建议预先生成时频图库以降低实时计算压力。
2025-12-15 21:12:41 731KB
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基于双树复小波变换(DTCWT)的轴承故障诊断方法。DTCWT作为一种先进的信号处理技术,具有更好的方向选择性和近似移位不变性,适用于检测轴承的微小故障。文中首先阐述了DTCWT的理论基础,解释了其独特的滤波器组结构和数学特性。然后,通过MATLAB R2021b环境下的代码实现,展示了如何对轴承振动信号进行DTCWT变换,并通过绘制实部和虚部树分量的波形及包络谱,直观地反映了轴承的故障情况。最后,讨论了DTCWT在轴承故障诊断中的优势和应用场景。 适合人群:机械工程、信号处理及相关领域的研究人员和技术人员,尤其是从事机械设备状态监测和故障诊断工作的专业人士。 使用场景及目标:① 对轴承振动信号进行精确分析,识别潜在故障;② 实现轴承的实时监测和故障预警;③ 提供工业设备维护和保养的重要技术支持。 其他说明:本文提供的代码需要在MATLAB R2021b及以上版本环境中运行,以确保正确执行。
2025-12-01 10:37:54 1.36MB
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在现代制造业中,数控机床作为关键加工设备,其稳定运行对于整个生产流程至关重要。《实用数控机床故障诊断及维修技术500例》这本书是面向数控机床使用和维护人员的一本宝贵的技术参考书,其内容涵盖了数控机床的结构原理、常见故障诊断与维修技术,尤其是针对发那科(FANUC)和西门子(Siemens)这两大主流数控系统进行了深入的探讨和案例分析。 为了更好地理解故障的根源和采取有效的维修措施,书中从数控机床的基本结构讲起,包括伺服驱动、PLC逻辑控制、人机交互界面等关键组件。这些基础知识点对于维修人员来说,是理解整个机床工作原理和故障发生机制的基石,有助于他们从原理上掌握故障诊断的方法。 对于发那科系统,本书不仅详细介绍了该系统的结构和功能,还对电源、电机、编码器、控制器等关键部件的故障进行了深入分析。每个案例都包括了故障现象的具体描述、故障发生原因的详细分析、诊断流程的逐步指导,以及具体的维修步骤。这种案例式的教学方法能够帮助读者快速掌握实际的故障诊断与维修技能,例如遇到电机不转或者出现特定的报警代码时,读者能够运用书中的指导知识,准确无误地进行故障排除和维修。 西门子系统的故障诊断与维修部分同样精彩。书中对西门子系统的报警代码进行了解读,并分析了各种软硬件故障的原因。例如通信错误、程序错误、硬件损坏等,这些分析有助于读者快速定位问题。书中还提供了实际案例,通过案例分析,读者可以学会如何使用西门子的诊断工具和调试软件进行故障排查,从而在遇到问题时能够游刃有余地应对。 本书并没有停留在对故障案例的简单罗列上,它还进一步探讨了预防性维护和日常保养的重要性,强调了定期检查、清洁和润滑对于预防故障发生的意义。这些内容对于提升机床的使用寿命和工作效率,以及降低企业生产成本,都具有极其重要的实际价值。 更进一步的是,本书还介绍了故障记录与数据分析的方法,帮助读者建立和维护故障数据库,提高故障预测和预防能力。这一点对于现代制造业的精准化管理来说,是一个不可或缺的环节。 总而言之,《实用数控机床故障诊断及维修技术500例》是一本集理论与实践于一体的书籍,它不仅提供了丰富的故障诊断和维修技术,而且教授了如何通过日常维护和数据分析来预防故障的发生。这本书对于各类从事数控机床操作、维护、设计和管理的人员,都具有极高的实用价值和指导意义。通过系统地学习本书的内容,读者能够显著提升自身的故障处理能力,确保数控机床的高效稳定运行,进而为企业带来更大的经济效益。
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内容概要:本文详细介绍了基于小波包分析和神经网络的滚动轴承故障诊断方法及其MATLAB实现。首先,通过小波包分析对振动信号进行多层次分解,提取不同频段的能量特征,形成特征向量。其次,利用神经网络(如前馈神经网络、模式识别网络、RBF神经网络)对提取的特征进行训练和分类,实现故障诊断。文中提供了详细的代码示例和参数配置,并讨论了常见问题及解决方案,如数据预处理、特征归一化、转速补偿等。此外,还探讨了不同小波基的选择以及特征可视化的应用。 适合人群:从事机械故障诊断、信号处理、机器学习等相关领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于工业设备维护和故障检测,旨在提高滚动轴承故障诊断的准确性,减少设备停机时间和维修成本。 其他说明:文中提供的MATLAB代码和报告模板有助于快速上手实验,同时强调了特征工程和可解释性的重要性。
2025-11-23 22:00:32 2.31MB
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,,滚动轴承故障诊断MATLAB程序:快速谱峭度、谱峭度+包络谱分析。 可以很好的提取出滚动轴承故障特征 ,核心关键词:滚动轴承故障诊断; MATLAB程序; 快速谱峭度; 谱峭度; 包络谱分析; 特征提取。,MATLAB程序:快速谱峭度与包络谱分析助力滚动轴承故障诊断 在现代机械系统中,滚动轴承扮演着至关重要的角色,其可靠性直接影响到整个机械系统的稳定运行。随着机械设备的广泛应用,对于滚动轴承的监控和故障诊断技术变得日益重要。为了提高故障诊断的准确性和效率,科研人员开发了多种基于信号处理的故障诊断方法。其中,快速谱峭度和包络谱分析是两种有效的技术手段。 快速谱峭度(Fast Kurtogram)是一种基于峭度的分析方法,用于检测和分析非平稳信号中包含的瞬态冲击,这对于识别滚动轴承的局部故障非常有效。峭度是衡量信号尖锐度的统计量,而快速谱峭度通过对信号进行多分辨率分解,能够在多个频率分辨率下计算峭度指标,从而优化冲击特征的检测。在滚动轴承的故障诊断中,快速谱峭度能够突出信号中与冲击相关的频率成分,进而揭示轴承的故障模式。 谱峭度(Spectral Kurtosis)则是一种对频谱成分进行分析的工具,它同样基于峭度概念,通过对信号的频谱进行分析,能够识别信号中的异常频率成分。谱峭度的高值通常指示了信号中存在的瞬态故障特征,如滚动轴承的磨损、裂纹或冲击损伤。通过谱峭度分析,可以有效地提取出与轴承故障相关的频率成分,为故障诊断提供有力证据。 包络谱分析是另一种常用的故障诊断技术,特别是针对周期性冲击类故障。当滚动轴承出现损伤时,损伤处会与滚动体产生周期性的撞击,从而产生冲击响应。通过对滚动轴承的振动信号进行包络处理,可以放大故障相关的冲击成分,进而通过频谱分析提取出故障特征。包络谱分析特别适用于轴承故障的早期检测,因为它能够从复杂的背景噪声中分离出周期性的故障特征。 MATLAB程序在滚动轴承故障诊断中起到了核心作用。通过编写专门的程序,工程师能够实现快速谱峭度和包络谱分析的自动化处理,提高故障诊断的效率和准确性。MATLAB不仅提供了丰富的信号处理工具箱,还具有强大的数据可视化功能,使得故障特征的提取和分析更为直观。 在实际应用中,MATLAB程序可以快速处理大量振动数据,通过快速谱峭度和包络谱分析提取出滚动轴承的故障特征,实现故障的早期检测和定位。这不仅有助于减少设备的意外停机时间,提高生产效率,还能显著降低维护成本。 快速谱峭度和包络谱分析在滚动轴承故障诊断中显示出巨大的潜力和优势。结合MATLAB程序的强大功能,这两种技术已经成为机械故障检测领域中不可或缺的工具。随着技术的不断发展,这些方法在未来的智能诊断系统中也将发挥更加重要的作用。
2025-11-12 17:13:17 2.09MB 数据仓库
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内容概要:本文介绍了一种创新的发动机故障诊断方法,利用TDMS数据文件中的声学和振动信号,结合对称点模式(SDP)分析和图像匹配技术,实现了对发动机状态的精确监测和故障检测。该方法涵盖五种发动机工况(正常、稀薄燃烧、富氧燃烧、点火提前和火花延迟),并在不同转速下进行了测试。通过Bagging方法和决策树模型的学习,经过100次迭代,确保了诊断的准确性和可靠性。文中详细介绍了背景需求、数据来源与处理、算法解析、模型学习与优化,并展示了实际应用效果。 适合人群:从事汽车工程、机械工程、故障诊断研究的专业人士,以及对发动机故障诊断感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:适用于需要高效、精准的发动机故障检测场合,旨在提升汽车工业中发动机故障诊断的自动化水平,减少人工干预,提高诊断速度和准确性。 其他说明:该方法不仅提高了故障诊断的精度,还为未来的汽车工业发展提供了技术支持。未来的研究将继续优化算法和技术,以更好地满足市场需求。
2025-10-27 21:05:08 749KB
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