網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)故障診斷方法報(bào)告

“基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)故障診斷方法”研究報(bào)告摘要電機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)中最主要的動(dòng)力能源和驅(qū)動(dòng)設(shè)備之一，不僅需要進(jìn)一步提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化水平，更要求電機(jī)的運(yùn)行具有很高的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。本文通過監(jiān)測(cè)電機(jī)振動(dòng)信號(hào)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行診斷研究，提出了基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)故障診斷方法，利用小波變換提取振動(dòng)信號(hào)特征，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別特征，輸出電機(jī)相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。關(guān)鍵詞：故障診斷小波分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)振動(dòng)信號(hào)引言1.1課題的研究背景與研究意義隨著現(xiàn)代工業(yè)制造的發(fā)展，電機(jī)巳經(jīng)成為當(dāng)今生產(chǎn)活動(dòng)和日常生活中最重要的原動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)裝置。由于電機(jī)大量的應(yīng)用,使用環(huán)境的不同,所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載也各盡不同等原因，導(dǎo)致了電機(jī)故障時(shí)有發(fā)生，特別是一些運(yùn)行環(huán)境惡劣、負(fù)載沖擊性很大的場(chǎng)合中運(yùn)行的電機(jī)，其故障率更高。近些年來,因關(guān)鍵電機(jī)設(shè)備故障而引起的事故時(shí)有發(fā)生，造成了慘重的經(jīng)濟(jì)損失。一直以來,針對(duì)電機(jī)的各種故障，一般都選用成熟、可靠的繼電保護(hù)措施。繼電保護(hù)技術(shù)是在電力系統(tǒng)發(fā)展背景下產(chǎn)生的，其目的是對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),避免在電力系統(tǒng)中發(fā)生災(zāi)難性事故。繼電保護(hù)經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段，第一個(gè)階段是基于電磁式保護(hù)裝置，第二個(gè)階段是基于晶體管式繼電保護(hù)裝置，第三個(gè)階段是基于集成電路繼電保護(hù)裝置，最后一個(gè)階段是基于微機(jī)繼電保護(hù)裝置，也是目前使用最廣泛的繼電保護(hù)裝置。目前繼電保護(hù)被廣泛應(yīng)用于電機(jī)設(shè)備系統(tǒng)中，其主要目的是當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障或異常時(shí),在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將電機(jī)故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以避免事故發(fā)生惡化。外表上看,繼電保護(hù)的作用很明顯，但是它并沒有從根本上避免事故的發(fā)生。因?yàn)橹挥挟?dāng)事故已經(jīng)發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)才會(huì)起作用。這可能導(dǎo)致一系列問題，比如繼電保護(hù)可能會(huì)突然斷開整個(gè)生產(chǎn)線中的電源，使整個(gè)生產(chǎn)線上的設(shè)備突然停電，不會(huì)造成其他設(shè)備的損害，也會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。正如文獻(xiàn)[1]中所描述的：“設(shè)備的繼電保護(hù),并不意味著能夠預(yù)防事故的發(fā)生，它只能在事故發(fā)生后采取行動(dòng)；它是在懸崖絕壁下的救護(hù)車,而不是懸崖頂上保護(hù)行人的柵欄?！睘榱藦母旧媳苊鉃?zāi)難性事故的發(fā)生以及保證電機(jī)及其所驅(qū)動(dòng)負(fù)載的安全運(yùn)行，應(yīng)對(duì)電機(jī)采取故障診斷。與采用繼電保護(hù)相比，電機(jī)故障診斷具有的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)故障診斷能夠在電機(jī)故障初期就能發(fā)現(xiàn)故障，從而避免電機(jī)故障的進(jìn)一步惡化。此外還可以為電機(jī)制造商提供經(jīng)驗(yàn)，積累數(shù)據(jù),有利于電機(jī)性能的提升，增強(qiáng)可靠性。1.2設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r設(shè)備故障診斷技術(shù)是從上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新學(xué)科，從科學(xué)發(fā)展的大環(huán)境來看，設(shè)備故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生也是各學(xué)科交叉發(fā)展的必然。隨著人工智能、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)理論的發(fā)展，以及監(jiān)測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通訊技術(shù)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的進(jìn)步發(fā)展，設(shè)備故障診斷技術(shù)從理論到實(shí)際應(yīng)用都有了很大發(fā)展，已形成一門集數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、化學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理和人工智能等各種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)于一體的綜合性極強(qiáng)的智能化故障診斷技術(shù)[7-9]。該學(xué)科以設(shè)備的管理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷為內(nèi)容，以建立新的維修體制為目標(biāo)，在各個(gè)領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用，它提高了對(duì)設(shè)備故障診斷的科學(xué)化、合理化、系統(tǒng)化、準(zhǔn)確化等，大大豐富了人們?cè)诠收蠙C(jī)理、故障識(shí)別與診斷等領(lǐng)域的知識(shí)，其作用和效益日趨顯著。1.2.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r目前，許多國(guó)家的大學(xué)和公司都在開展電機(jī)故障診斷技術(shù)的研究工作其中取得了較好研究成果的研究機(jī)構(gòu)主要集中在歐洲、美國(guó)、日本的一些知名大學(xué)和一些知名電氣公司，例如：美國(guó)的紐約大學(xué)、弗吉尼亞大學(xué)、南加利福尼亞大學(xué)等,日本的京東大學(xué)、大阪大學(xué)等，德國(guó)的通用電氣公司和美國(guó)的ENTEK公司等。其中部研究成果已經(jīng)被轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品投放到市場(chǎng)，如美國(guó)的ENTEK公司的交流感應(yīng)電機(jī)診斷儀。我國(guó)對(duì)電機(jī)故障診斷技術(shù)也非常重視，例如在60年代就提出了帶電實(shí)驗(yàn)的方法，該方法由于存在一些致命的缺點(diǎn),并沒有得到廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用。近年來，我國(guó)也進(jìn)行了大量的電機(jī)故障診斷技術(shù)研究，并取得了一定的研究成果，特別是清華大學(xué)高景德、王祥行等在電機(jī)故障分析方面做出了重大貢獻(xiàn)。1.3電機(jī)故障診斷技術(shù)自19世紀(jì)發(fā)明電機(jī)以來，由于電能應(yīng)用方便，且電機(jī)的性能優(yōu)良，便于控制，所以得到了迅速普及。電機(jī)是工業(yè)領(lǐng)域中最主要的動(dòng)力能源和驅(qū)動(dòng)設(shè)備，各行各業(yè)的使用場(chǎng)和性能要求千差萬(wàn)別，因此電機(jī)的種類、型號(hào)、結(jié)構(gòu)林林總總，不同的環(huán)境對(duì)電機(jī)有不同的使用要求，不同的電機(jī)有不同的工作原理。生電機(jī)故障診酸斷技術(shù)發(fā)展語(yǔ)到今天已經(jīng)膏經(jīng)歷了三個(gè)豪階段：藍(lán)第一階段：羅診斷結(jié)果在斷很大程度上宅取決于領(lǐng)域研專家的感官值和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)趟，對(duì)診斷信誓息只作簡(jiǎn)單善的數(shù)據(jù)處理互，比如人工斷定期維修制房度。添第二階段：忽是以傳感器鉗技術(shù)和動(dòng)態(tài)趟測(cè)試技術(shù)為析手段，以信吼號(hào)處理和建筒模處理為基牧礎(chǔ)的現(xiàn)代化莫診斷技術(shù)，炸在工程中得疼到了廣泛的邊應(yīng)用。擔(dān)第三階段：垮為了滿足復(fù)尼雜系統(tǒng)的診伙斷要求，隨熱著計(jì)算機(jī)及輸人工智能的棒發(fā)展，診斷富技術(shù)進(jìn)入以豆知識(shí)處理為和核心，信號(hào)銳處理、建模構(gòu)處理與知識(shí)賺處理相融合刮的第三發(fā)展粉階段熄——贈(zèng)智能診斷技巴術(shù)階段。甜狀態(tài)監(jiān)測(cè)和販故障診斷；釣故障診斷的份四個(gè)步驟為愛：煎信號(hào)檢測(cè)、至特征提取(濤信號(hào)處理)輩、狀態(tài)識(shí)別患和診斷決策梁。電機(jī)故障踐診斷的基本蛾實(shí)施過程，卸電機(jī)的故障姻診斷技術(shù)的炊實(shí)施過程，徹一般可分為斥兩個(gè)階段、薯四個(gè)步驟。勺兩個(gè)階段分熄為狀態(tài)監(jiān)測(cè)喜和故障診斷懷；故障診斷非的四個(gè)步驟毯為此：檔信號(hào)檢測(cè)、窮特征提取(絲信號(hào)處理)耗、狀態(tài)識(shí)別瘋和診斷決策蘇。電機(jī)故障愉診斷的基本晝實(shí)施過程，奮如圖質(zhì)1藝-1指所示：逼彎拋咐編圖1宗-1犯電機(jī)診斷基孟本過程劫(1)信背號(hào)檢測(cè)：按主不同的診斷花目的選擇最鋤能表現(xiàn)工作荷狀態(tài)的信號(hào)細(xì)，為故障分巨析診斷提供用依據(jù)。戶(2)特賺征提取(信避號(hào)處理)：烤將初始模式急向量進(jìn)行信接號(hào)處理，維則數(shù)壓縮，形鴉式變換，去擱掉冗余信息毯，提取故障哈特征，形成什待檢模式，屑獲得對(duì)診斷搞工作有價(jià)值禽的，既敏感健又直觀的信次息。仁(3)狀屈態(tài)識(shí)別：將戴待檢模式與權(quán)樣式模式(現(xiàn)故障檔案)趁進(jìn)行對(duì)比和椒狀態(tài)分類。雀這一步是整升個(gè)診斷過程羊的核心，需殿要建立判別吳函數(shù)，規(guī)定怒函數(shù)準(zhǔn)則并截力爭(zhēng)使誤差獄最小。慣(4)診根斷決策：根什據(jù)診斷系統(tǒng)遮的分析判斷尺，做出相應(yīng)寄決策，對(duì)設(shè)蒜備的管理和憲維修工作進(jìn)漸行必要的預(yù)激測(cè)及干預(yù)，券實(shí)現(xiàn)預(yù)知維姓修。晉1.4包主要研究?jī)?nèi)幟容貪由上述可知羽，自動(dòng)化設(shè)蚊備運(yùn)行的穩(wěn)通定性受到了細(xì)世界各個(gè)國(guó)擔(dān)家的普遍重觀視，故障診臭斷技術(shù)也成擺為各國(guó)學(xué)者隱競(jìng)相研究的防熱點(diǎn)。其中命，智能診斷殲系統(tǒng)以其智襪能性和實(shí)性遼正受到越來估越多的重視遼，小波分析斤和人工神經(jīng)確網(wǎng)絡(luò)是該領(lǐng)捧域的研究熱舟點(diǎn)之一。本刪文在廣泛查躲閱國(guó)內(nèi)外相先關(guān)文獻(xiàn)資料椒的基礎(chǔ)上，掛針對(duì)實(shí)驗(yàn)室卵直流驅(qū)動(dòng)系壁統(tǒng)的直流電境動(dòng)機(jī)對(duì)電機(jī)宇故障診斷方移法進(jìn)行系統(tǒng)懼研究，報(bào)告浸主要內(nèi)容涉揮及以下幾個(gè)采方面：棵（1）闡述樓了研究?jī)?nèi)容匙的背景，隆妨概述了故障躍診斷技術(shù)的衫發(fā)展?fàn)顩r和彎理論體系構(gòu)瑞成；全面介蛇紹了電機(jī)故楊障診斷的技眨術(shù)的特點(diǎn)和碗實(shí)施過程。朝（2）在介快紹了傅里葉茅分析和小波踢分析的基礎(chǔ)眉上，系統(tǒng)的迎闡述了多分遠(yuǎn)辨率分析及敏小波包分析點(diǎn)理論，從理遍論上對(duì)小波吼包用于非平躍穩(wěn)信號(hào)特征踐提取進(jìn)行了呼可行性研究搭；本（3）在介韻紹了人工神復(fù)經(jīng)元模型和躬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)膏點(diǎn)的基礎(chǔ)上蹤，深入研究菠了BP清神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的伯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和枝其正向傳播姥和反向調(diào)整弄的算法原理靈，從理論上躲研究了應(yīng)用接BP網(wǎng)眉絡(luò)進(jìn)行故障訓(xùn)狀態(tài)模式識(shí)口別的優(yōu)越性暴。悲（4）對(duì)直掀流電動(dòng)機(jī)的閑常見故障及經(jīng)其振動(dòng)分析漫進(jìn)行了研究經(jīng)，全面介紹伴了振動(dòng)信號(hào)予處理方法；戶介紹了小波澇與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)言的結(jié)合方法頸，詳細(xì)介紹期了基于小波鳥包的信號(hào)能翼量特征提取例方法和步驟里，并利用朱MATLA鴉B軟件編意程軟件予以莊實(shí)現(xiàn)；并且肉詳細(xì)介紹了遞應(yīng)用BP層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)宿進(jìn)行故障診癥斷分類的方把法和步驟，亭并利用M寄ATLAB掉軟件編程階軟件予以實(shí)悄現(xiàn)；系統(tǒng)闡被述了振動(dòng)信毫號(hào)采集系統(tǒng)頸及其相關(guān)問屈題；并對(duì)論船文所述故障姿診斷方法進(jìn)遍行了仿真實(shí)搖驗(yàn)研究。坊小波及小波震包分析理論郵小波變換的暫提出是一種例對(duì)于數(shù)字信早號(hào)處理在數(shù)蠻學(xué)計(jì)算方法陶上的突破扭，呼也是對(duì)傅立摩葉變換的一子種延伸與補(bǔ)擔(dān)充。小波變聾換是一種通暫過對(duì)信號(hào)進(jìn)財(cái)行平移和伸菌縮進(jìn)行多尺拿度分析，并祝在時(shí)間與頻斧率兩個(gè)方向嫌上對(duì)信號(hào)進(jìn)踩行局部變換家，可以有效終的從數(shù)字信叔號(hào)中抽取有言用信息。利基用小波變換服對(duì)數(shù)字信號(hào)爭(zhēng)進(jìn)行分析已做然成為一種礦新興的數(shù)字顛信號(hào)處理技留術(shù)，尤其因纖為其在微弱訂信號(hào)信息提度取方面的優(yōu)淹勢(shì)，成為國(guó)框內(nèi)外數(shù)字信鑒號(hào)處理技術(shù)川研究的重點(diǎn)離。怒2.1小偷波變換的基惡本原理鏟2繼.1.1旁傅立葉分析看眾所周知，腹傅立葉變換園與傅立葉分研析是現(xiàn)代數(shù)估字信號(hào)處理武技術(shù)的基石壤，它將信號(hào)協(xié)分析從時(shí)域吧引入到頻域豪內(nèi)分析，可休以從物理上聽對(duì)一個(gè)信號(hào)從的進(jìn)行更加禾清楚的解釋礦。漸從傅立葉級(jí)血數(shù)的概念可轉(zhuǎn)以得出，任摔意一個(gè)周期碗信號(hào)都可以望表示為直流齒分量和各次辰諧波分量疊且加之后的結(jié)州果。用更數(shù)繞學(xué)化的語(yǔ)言慎描述，即任冠意一個(gè)滿足給狄里赫利條鬼件的周期函科數(shù)都可以展壁開成為一組小規(guī)范正交基筍的線性組合簽。這組規(guī)范國(guó)正交基即為脖熟知的：典芹嚴(yán)移只任2薦-1嶺鼓屠源朽排2栽-2緞經(jīng)典的傅獵立弱葉變換（F太T）定義如誼下：巧使告懸哪2樣-3顧疫僵隱勾2-4聲其中式（2姓-宵4期）稱為傅獻(xiàn)立鐮葉反變換（劣IFT）。余F(密ω宋)是澆ω鴿的連續(xù)函辟數(shù)，稱為信激號(hào)f(攔t)的頻穿譜密度，簡(jiǎn)茂稱頻譜。份在實(shí)際中更假多地用到了深時(shí)域離散信斤號(hào)的傅里葉吃分析，尤其放是在數(shù)字信短號(hào)處理（D冶SP）中。簽類似于連續(xù)就信號(hào)，時(shí)域脊離散信號(hào)也崇可以根據(jù)是思否為周期性謝，分為離散牲時(shí)間序列傅挺里葉變換（真DTFT）鏡和離散傅金立復(fù)葉變換（D撕FT）。前相者主要針對(duì)睡非周期的離組散時(shí)間信號(hào)國(guó)，而后者主遇要針對(duì)周期失性的離散時(shí)氏間信號(hào)。在店實(shí)際應(yīng)用中背，大量接觸冰到的是一段燒時(shí)間序列，崇既非周期也辟非無限長(zhǎng)，渠理論上應(yīng)用伯DTFT恥，但為了便侮于計(jì)算機(jī)實(shí)羊現(xiàn)，通常直盡接應(yīng)用D嶄FT公式進(jìn)域行求取，即愚：議傅塌立庸葉變換時(shí)一少種全局變換陽(yáng)，描繪的是厲整個(gè)時(shí)間段汗內(nèi)頻率的特蛇性，而沒有匯刻畫特定時(shí)兼間段或頻率頑段的特性，加所以在分析盟很多非平穩(wěn)佳信號(hào)時(shí)具有逐很大的局限算性，比如軸尊承故障振動(dòng)坑信號(hào)、地震垮信號(hào)和語(yǔ)音百信號(hào)等，他鋒們的統(tǒng)計(jì)特滅性隨時(shí)間變室化，即信號(hào)鉛的頻率是時(shí)寺變的；從實(shí)羽時(shí)性角度來驢說，從傅覆立抬葉變換的定兄義可以看出匙，傳統(tǒng)的傅槳里葉變換是貢針對(duì)（芬?臟∞御,+忽∞傭醉）所有的信敵號(hào)，即需要共將所有信號(hào)寨采集完成才桃能給出結(jié)果套，這樣就滿神足不了實(shí)時(shí)臨處理的要求星。準(zhǔn)確描述唐非平穩(wěn)信號(hào)沾必須使用具信有局部性能節(jié)的時(shí)域和頻說域的二維（梅t,w椅）聯(lián)合表示放，或者說必率須提取特定陪時(shí)間段和頻共率段內(nèi)的信補(bǔ)號(hào)特性。1歲946年授Gabo驢r提出了燭窗口傅基立步葉變換，即加在傳統(tǒng)的傅桂立軟葉分析之前夕對(duì)信號(hào)進(jìn)行三加窗處理。限這里的窗函滔數(shù)選擇必須堤是實(shí)對(duì)稱函匠數(shù)；在某個(gè)榜小區(qū)間外迅弄速衰減為篩0。這是一貢種最初有鹿Gabor宗提出的較虜為簡(jiǎn)單的時(shí)躁頻分析方法阻，而且窗函膨數(shù)都是短時(shí)攪函數(shù)，所以凳又稱該方法梁為Gab跌or變換熱或短時(shí)傅剖立御葉變換（S傍TFT）。屢在解決加窗的傅往立素葉變換的局席限性的過程摩中催生了小探波理論，從暖類比和繼承嘆的角度講，與將加窗傅連立銷葉變換中的倡窗函數(shù)的選糖擇按照某種計(jì)規(guī)則進(jìn)行改功進(jìn)和擴(kuò)展，蘭并用嚴(yán)格和尚抽象的數(shù)學(xué)但理論描述，芹即產(chǎn)生了小耍波理論。從練理論上上講館，小波分析雜理論是建立鐮在實(shí)變函數(shù)在、復(fù)變函數(shù)勉、泛函分析烏、調(diào)和分析熔等近代數(shù)學(xué)輪理論基礎(chǔ)上角的，這些近披代成熟的數(shù)學(xué)學(xué)理論為小朵波分析提供鞠了重要的理謙論基礎(chǔ)，同允時(shí)也增加了盞小波理論的朵抽象性。斑2晌.僅1慶.2謀小波變換惱喪類似于窗口秧傅立葉變換斤中的基本窗腫函數(shù)（母函欄數(shù)）平移得掛到一組形狀杰相同窗函數(shù)寇，小波變換貢的出發(fā)點(diǎn)也欠是一個(gè)基本崖小波，通過格伸縮和平移果得到一組形敞狀相似的小限波。這個(gè)基便本小波稱為竊母小波，伸嶺縮和平移產(chǎn)刊生的小波成你為子小波或坐者小波基函失數(shù)。之所以鉛稱為小波，眉是因?yàn)樾〔ù蠛瘮?shù)的兩個(gè)確重要特征得鐮來的：一是面振蕩性，它焦是振蕩波形緩，并且圍繞途時(shí)間軸的面肝積為零；二恩是衰減性,耍函數(shù)兩端很滔快衰減到零諷。正是由于挽這種特性，顧使小波具有致時(shí)頻局部化胸特性。速連續(xù)肢小波變換最市初提出來是集作為一種解糾決短時(shí)傅立予葉變換中分啊辨率問題的咬方素法。連續(xù)小侵波分析也是茄采用一種類瞎似于短時(shí)傅栽立葉分析的觀方法,將信竄號(hào)與一個(gè)函女?dāng)?shù)相乘，類司似于短時(shí)傅禮立葉變換中堪將信號(hào)與窗目函數(shù)相乘，勻并且連續(xù)小村波變換是將巧時(shí)域信號(hào)分皺成不同的時(shí)熱間片段進(jìn)行絨計(jì)算的。倚連續(xù)小波變抬換定義如下姻式共：滲爆2勝-5躺如上面等式柜所示，變換花后的信號(hào)是睛一個(gè)分別包游含變量視和尺度參量作上咽s勝的函數(shù)。漸(t)是變?cè)綋Q函數(shù)，并沾且被成為母攔小波。母小驗(yàn)波得名的原陜因是因?yàn)槿珉H下所述的兩柿個(gè)有關(guān)小波葡分析的重要脫屬性：因“掀小波漢”尼就是小區(qū)域服，長(zhǎng)度有限警，均值為農(nóng)0叫的波形。所洪謂淚“絕小崖”診是指它具有款衰減性奶；筑而稱之為六“疊波筑”音則是指它的盆波動(dòng)性撿，肯其振幅正負(fù)籮相間的震蕩譜形式傍。怪“紐母靈”哀這個(gè)詞意味因著在變換過冠程中所用到棄的支持不同立區(qū)域的不同掉函數(shù)都是從完一個(gè)主函數(shù)益或者說是從版一段母波中印衍生出來的勻。刪換句話說碼，雪母小波是產(chǎn)挎生其他窗函鄭數(shù)的原型艦。膀變量寫是與窗函數(shù)船的位置有關(guān)峰的弄，捆隨著窗通過夢(mèng)信號(hào)的不同志區(qū)域但，道也隨之發(fā)生蹄變換慣?？蕊@然哪，介這與變換域耍中的時(shí)間信駕息緊密聯(lián)系杜在一起隙。澡從物理上闡鹽述鑄，歌小波變換的亦這個(gè)系數(shù)表溫示了信號(hào)在抽時(shí)域和頻域湯中能量上的勵(lì)多樣性慣。滋在工程應(yīng)用地方面付，映連續(xù)小波變掉換系數(shù)的平出方通常被稱菜為小波尺度泳圖妨。萌而小波尺度承圖通常不用回于機(jī)器的故察障診斷中乓。浩連續(xù)小波變魂換理論通常掩只適合于理腸論的分析和懷推導(dǎo)，由于斥現(xiàn)代計(jì)算機(jī)瞇都采用數(shù)字掀處理方法，兆因此連續(xù)小和波變換必須腎離散化，即蘇進(jìn)行離散小劍波變換（D腸WT）以便雅于應(yīng)用計(jì)算媽機(jī)進(jìn)行數(shù)值謎計(jì)算。離散挎化的方法是串把小波基函泄數(shù)進(jìn)行離散揀化，即將自生變量a和區(qū)τ汗進(jìn)行離散石化處理。雀則的離散小食波函數(shù)帖，在實(shí)際應(yīng)咬用中，通常宰進(jìn)一步取常莫數(shù)a到0妹=2被，舒τ道0參=1建，吉?jiǎng)t進(jìn)一步得批到信號(hào)藏，離散小波粗變換為：朵骨救2隸-6待其中j，喉k分別為治頻率范圍指憐數(shù)和時(shí)間步涌長(zhǎng)變化指數(shù)跑，這是一種秋性質(zhì)較好的運(yùn)二進(jìn)離散方躁案。離散化陣后的小波變傷換系數(shù)費(fèi)什與連續(xù)小波芳變換系數(shù)扇描相比，前者德是關(guān)于整數(shù)蓮j隸，廉k的二維突離散序列，倒而后者是關(guān)謙于實(shí)數(shù)a畏招，踩τ睜的二維連逝續(xù)變量。略2糧.1.3經(jīng)多分辨率分冰析稼S.Mal缸lat與信Y.Me傭yer提閃出了多分辨程分析概念，蕩簡(jiǎn)稱MR圓A（Mul鉛ti-Re朽solut揚(yáng)ionA低nalys島is），多就分辨率分析痕又稱為多尺肢度分析，是匹小波分析中騾的重要概念濕之一，也是貸小波分析計(jì)產(chǎn)算機(jī)運(yùn)算實(shí)妥現(xiàn)的重要理維論前提。破MRA是務(wù)理解和構(gòu)造努小波的統(tǒng)一角框架，無論麥在理論分析槳還是在構(gòu)造英、理解和應(yīng)購(gòu)用小波方面勻，它都是十陣分重要的，賠是信號(hào)分解沙與重構(gòu)快速澆算法實(shí)現(xiàn)的濃理論基礎(chǔ)。拋多分辨分析爸的基本思想住是把信號(hào)投稍影到一組互協(xié)相正交的小錢波函數(shù)構(gòu)成壽的子空間上館，從函數(shù)空炭間的角度來澤研究函數(shù)或羽信號(hào)的多尺齡度表示，形類成了信號(hào)在欄不同尺度上圖的展開，從發(fā)而提取了信仇號(hào)在不同頻玉帶的特征，誓同時(shí)保留了即信號(hào)在各尺福度上的時(shí)域申特征。廁2摩.1.4屯常用的小波活函數(shù)告在工程實(shí)際庸中，以下幾答種小波函數(shù)威的應(yīng)用比較俱廣泛：途Haar小趁波：它是小牧波分析發(fā)展獻(xiàn)過程中用得恭最早的小波花函數(shù)，也是黃最簡(jiǎn)單的小臣波，Haa竿r小波本身唉是一個(gè)階躍假函數(shù)，可以吉用解析的方孫法表達(dá)為如算下形式：芝三示屢但2-7屑Haar小劃波是一個(gè)間貧斷函數(shù)，它穴的支集長(zhǎng)度膜為1，濾波案器長(zhǎng)度為2騰。來Daube康chies博小波：它酒是由著名小返波學(xué)者I缸ngrid班Daub柄echie悟s所創(chuàng)造桐，她發(fā)明的志緊支集正交膛小波是小波愿領(lǐng)域的里程豪碑，使得小真波的研究由鹿理論轉(zhuǎn)為可們行Daub嚼echie夏s系列小裙波簡(jiǎn)寫為控dbN，其咸中N表怒示階數(shù)。d保b1等同啄于Haa淺r小波，越其余的d扭b系列小否波函數(shù)都沒臉有解析表達(dá)今式。它們的亮支集長(zhǎng)度和律濾波器長(zhǎng)度滋都是2N緒左右，消抬失矩為N卡，可見這個(gè)鉗系列的小波呼擴(kuò)展性比較畝好，可以比喘較靈活的權(quán)沫衡增加支集弊長(zhǎng)度（為了部提高能量的殃集中程度）自帶來的邊界逝問題。深Morle畫t小波獎(jiǎng)(圖2羅-1控,a)囑：它是一個(gè)做具有解析表欄達(dá)式的小波生，但它不具潛有正交性，相所以只能滿爺足連續(xù)小波福的允許條件蔑，同時(shí)不存同在緊支集，欣不能做離散鍵小波變換和曲正交變換。朋其解析形式宏如下：世磚證恢模2闊-8栗此外，還有鏟Syml邊ets小挑波、Mex標(biāo)ican夜Hat小坊波、Mey循er小波猜（圖2憶-1,b邪）狀、Gaus悟s棒小波等。不袖泥穗駕a:夸Morle灘t小波幅鉗率階便b:我胞Meyer懼小波頌兵購(gòu)純圖2該-1攝兩種常見小登波函數(shù)主要僑性質(zhì)殲2卷.3牙小波包算法更盡管如上文歲所描述的小豪波變換是一包種具有更好嘉擴(kuò)展性和靈戒活性的時(shí)頻邊分析方洞法，然而小晶波變換作為北一個(gè)頻域分息析方法有一蜘個(gè)嚴(yán)重的問呀題，就是在她針對(duì)高頻區(qū)滔域進(jìn)行小波摩分析時(shí)，該連方法有嚴(yán)重敬的缺陷。因確此，當(dāng)信號(hào)稍在高頻區(qū)域戲分布緊密時(shí)穩(wěn)小波變換很臭難提高其分索辨率。為了晉提高高頻區(qū)聚域中小波變?nèi)Q的分辨率航，小波包變嘉換得以被提章出，小波包元變換是基于蜘小波變換提拼取了小波函單數(shù)線性區(qū)域屑的分析方法首。小波包基刻本繼承了相姨應(yīng)小波函數(shù)燭的基本屬性糧，比如正交張性以及頻率妹分布等。小駐波包變換的演結(jié)構(gòu)也與離哈散小波變換量比較類似，年兩者都有多麥尺度分析的擁框架。離散毒小波變換和故小波包變換筑的主要區(qū)別傍在于小波包違變換可以同鉛時(shí)分裂多個(gè)嫌細(xì)節(jié)和近似繡的描述，但英是離散小波浮變換只能分繪裂出一個(gè)近漢似的描述。宜因此小波包靠變換在每一勞個(gè)尺度上有己這相同的頻討率帶寬而，償離散小波變放換就沒有這泊個(gè)特點(diǎn)。小扭波包變換的炎這種分辨率械模式保證了套原始信號(hào)的鉗信息不會(huì)因鄉(xiāng)為變換增加稍或者減少信渣息。因此，尿在中頻和高酸頻區(qū)域有更豆好質(zhì)量的信映號(hào)可以用來丹進(jìn)行更高頻幣率的信號(hào)分鑒析?？梢哉f熟小波包變換氣適用于信號(hào)車處理尤其適后用于對(duì)非穩(wěn)喂態(tài)信號(hào)進(jìn)行甲處理,因?yàn)閼K信號(hào)在進(jìn)行賭小波包變換吵后各個(gè)尺度呈上有這相同追的頻帶寬度拆而與頻率本否身的高或者返低無關(guān)。新2綿.3.1壽小波包分析輸下面給出了讓小波包計(jì)算牲方法的推廣報(bào)過程，定義盆子空間抹是函數(shù)意的閉包空間址，殲是函數(shù)伶的閉包空間梯，送令敏滿足下面二雄尺度方程：偉削爹終2-武9土以一個(gè)三層商的分解說明獄小波包分析征的原理，其慢小波包分解趟樹如圖尾聞所示。施贏廉倉(cāng)圖瓣2蘿-2是三層小波包浮分解樹結(jié)構(gòu)咽圖連圖中A風(fēng)表示低頻，綠D表示高聞?lì)l，末尾的侮序號(hào)數(shù)表示棕小波包分解仆的層數(shù)(即立尺度數(shù))。躬分解具有關(guān)勁系：S=A沉AA3+D婚AA3+A脫DA3+D唱DA3+A巾AD3+D慢AD3+A纖DD3+D挎DD3。吃2葬.3.2裙小波包算法顧的實(shí)現(xiàn)務(wù)小波包分解逃可以對(duì)信號(hào)翻在全部的頻件帶范圍內(nèi)進(jìn)躲行正交分解次。小波包算業(yè)法的基本思眨想是將第一蔽次分解結(jié)果鋼的高頻部分鏡和低頻部分喜利用二抽取宗運(yùn)算，保留習(xí)其偶數(shù)部分窮或奇數(shù)部分混（即每隔一蟲個(gè)數(shù)保留一尿個(gè)）。在進(jìn)鋒行下一步分慧解時(shí)，不僅僚將低頻部分聰進(jìn)行分解，遷同時(shí)也將高梅頻部分進(jìn)行稿分解，對(duì)分高解結(jié)果仍采像用二抽取運(yùn)可算，這樣無浙論在低頻段池還是在高頻埋段都具有相筑同的時(shí)頻分嶼辨率。這種洪空間分解方屆式可以一直鐮反復(fù)進(jìn)行下紫去，信號(hào)被錯(cuò)分解到相鄰找的頻率段上括。隨著分解克層數(shù)的增加傲，頻段劃分屬得越來越細(xì)步。為了提高麻分辨率，可麗以采取下面差的信號(hào)重構(gòu)燈方法。像下面直接給訴出小波包分北解和重構(gòu)算耳法的演算公浪式，開設(shè)降，滔則材可表示為：躲糧兄手飯2-10境由此得出小衰波包分解算燦法如下：孕炎襲分2康-11溉小波包重構(gòu)爬算法如下：警劉角2兄-12虛基于BP網(wǎng)喝絡(luò)的故障診淡斷方法的研略究緩神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概燒述索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是掩一種新型智咳能計(jì)算信息姓處理系統(tǒng)。曠它可以模仿漿人腦處理不針完整的、不堅(jiān)準(zhǔn)確的、甚尋至非常模糊兇的信息，并春能聯(lián)想記憶柜，從部分信冒息中獲得全貞部信息。即速使系統(tǒng)受到田一定程度干撞擾時(shí)，特征受信息變化較熔大，神經(jīng)網(wǎng)配絡(luò)仍能以優(yōu)音化工作狀態(tài)糾來識(shí)別與處檢理，這對(duì)系鎖統(tǒng)的在線實(shí)趟時(shí)監(jiān)控和診孟斷有重要意默義。而且神語(yǔ)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能在輝數(shù)據(jù)量大、桐信息領(lǐng)域不刃完整以及存炒在噪音數(shù)據(jù)漫的情況下可復(fù)以較好地表首達(dá)出訓(xùn)練樣得本所要求的攻決策區(qū)域。倒因此，人工拜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作況為故障診斷命的信息處理反工具梢。忘目前，基于犁神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的社模式識(shí)別技槐術(shù)應(yīng)用越來她越廣。由于誘神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非高速并行處彈理、分布存軌貯信息等特良性符合人類威視覺系統(tǒng)的做基本工作原笑則，具有很解強(qiáng)自學(xué)習(xí)性逐、自組織性荷、容錯(cuò)性、處高度非線性季、高的魯棒弦性、聯(lián)想記鑼憶功能和推賢理意識(shí)功能機(jī)等，能夠?qū)崄y現(xiàn)目前基于蘿計(jì)算理論層脊次上的模式炮識(shí)別理論所義無法完成的拆模式信息處跡理工作。所次以，采用神事經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宋模式識(shí)別，眉突破了傳統(tǒng)昏模式識(shí)別技薄術(shù)的束縛，毅開辟了模式哨識(shí)別發(fā)展的王新途徑。同肢時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存識(shí)別也成為百神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最懇成功和最有討前途的應(yīng)用事領(lǐng)域之一。紫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用聞?dòng)谀Ｊ阶R(shí)別挨的網(wǎng)絡(luò)模型朱主要包括：裕有導(dǎo)師學(xué)習(xí)謎網(wǎng)絡(luò)、無導(dǎo)佩師學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)揪、自監(jiān)督學(xué)偽習(xí)網(wǎng)絡(luò)和混媽合學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)轎。這些網(wǎng)絡(luò)告模型都已成掩功地應(yīng)用在滿模式識(shí)別各辭個(gè)領(lǐng)域。羨神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)溫別系統(tǒng)的輸攪入層接收待且識(shí)別樣本的偵特征向量，開經(jīng)過隱層神嗽經(jīng)元的運(yùn)算已，輸出層的唱輸出就是識(shí)別別結(jié)果，輸攏出層的每個(gè)邀神經(jīng)元代表叫一類，哪個(gè)市輸出神經(jīng)元籌獲勝，該樣倉(cāng)本就是該輸邪出神經(jīng)元所疫代表的那一醫(yī)類（所謂獲導(dǎo)勝就是該單艱元的輸出遠(yuǎn)鄙大于其他單燭元的輸出）級(jí)。片反向傳播B乏P網(wǎng)絡(luò)扁1986啦年，D.E尼.Rume偷lhart陵和J.誘L.McC趴lella舌nd提出爸了一種利用僅誤差反向傳箏播訓(xùn)練算法線的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)買，簡(jiǎn)稱B臥P(Bac卵kPro賽pagat燈ion)網(wǎng)惰絡(luò)，是一種外具有隱含層項(xiàng)的有導(dǎo)師指?jìng)麑?dǎo)的多層前形饋網(wǎng)絡(luò)。B呼P神經(jīng)網(wǎng)湖絡(luò)系統(tǒng)地解盞決了多層網(wǎng)密絡(luò)中隱含單右元連接權(quán)的礦學(xué)習(xí)問題，灘假設(shè)BP寨網(wǎng)絡(luò)的輸眉入節(jié)點(diǎn)數(shù)為杜M、輸出吸節(jié)點(diǎn)數(shù)為粥L，則此神覺經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以享看成是從握M維歐氏擇空間到L殘維歐氏空間顛的高度非線緒性映射。企BP西算法原理部BP學(xué)習(xí)婦算法的基本寺原理是梯度渣最速下降法劣，核心思想翁使調(diào)整權(quán)值歇使網(wǎng)絡(luò)總誤拍差小。采用罪梯度搜索技慨術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的實(shí)際輸出干值與期望輸壽出值得誤差拉均方值最小遲。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)繼過程式一種叉誤差邊向后軋傳播邊修正伍權(quán)系數(shù)的過豐程。挽多層網(wǎng)絡(luò)采反用BP陵算法時(shí)，實(shí)遷際上包含了迎正向和反向竊傳播兩個(gè)階損段。在正向筒傳播階段，塊輸入信息從蛾輸入層經(jīng)隱長(zhǎng)含層逐層處頓理，并傳向顆輸出層，每記一層神經(jīng)元理的狀態(tài)只影業(yè)響下一層神肚經(jīng)元的狀態(tài)匹。如果在輸宰出層得不到涂期望輸出，假則轉(zhuǎn)入反向絮傳播，將誤甲差信號(hào)沿原姜來的連接通碎道返回，通滲過修改各層怠神經(jīng)元之間勝的連接權(quán)值定，使誤差信做號(hào)最小。典M個(gè)輸入呆節(jié)點(diǎn)，L期個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)稅，網(wǎng)絡(luò)的隱龜含層共有度q個(gè)單元煙的BP啊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓繭撲結(jié)構(gòu)如下鑰圖奮3校-1狀所示。摧止增遇勻編圖3沖-1筋BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)療構(gòu)圖斑BP件網(wǎng)絡(luò)前饋計(jì)姜算洽在訓(xùn)練的學(xué)感習(xí)階段，設(shè)戀有N個(gè)身訓(xùn)練樣本，椒先假定用其濤中的某一個(gè)破樣本p匹的/輸出模顯式對(duì)儲(chǔ){X室p拔}扔和拾{Y龜p水}攝對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)崇行訓(xùn)練，隱哄含層的第之i個(gè)神經(jīng)瘦元在樣本蚊p作用下種的輸入為：頭孟知3隱-1爭(zhēng)式中，撲X頌j臣p煎和斷O伶j赴p釀分別為輸?shù)秩牍?jié)點(diǎn)j材在樣本作驅(qū)用時(shí)的輸入藍(lán)和輸出，對(duì)婆輸入節(jié)點(diǎn)而灣言二者相當(dāng)四；進(jìn)W蠅ij饑為輸入層神景經(jīng)元j俊與隱含層神笛經(jīng)元i工之間的連接蝶權(quán)值；斜為隱含層米神經(jīng)元i的允閾值；M圖為輸入層的突節(jié)點(diǎn)數(shù)，即樂輸入向量的跳維數(shù)。寨激活函數(shù)默Sigmo鉗id型為倉(cāng)，其表達(dá)式兼為：削蒙集有巾歸3夠-2董則隱含層第陜i個(gè)神經(jīng)元臥的輸出堆O摸i禾p奉位：糾胞夕3襲-3烈隱含層激活沒函數(shù)押g漢(net主p冰i險(xiǎn))睡為：3-4塊若其輸出與謙給定模式對(duì)據(jù)中的期望輸餐出頌t綢p屆k康不一致，疑則將其誤差邪信號(hào)從輸出伙端反向傳播制回來，并在編傳播過程中睜對(duì)加權(quán)系數(shù)怒不斷修正，引直到在輸出沿層神經(jīng)元上賢得到所需要峰的期望輸出攝值佳t看k欲p粘為止。對(duì)樣敢本p完典成網(wǎng)絡(luò)權(quán)系坐數(shù)調(diào)整后，播再送入另一香樣本模式進(jìn)悼行類似學(xué)習(xí)搖，直到完成宣N個(gè)樣旗本的訓(xùn)練學(xué)取習(xí)為止。濟(jì)直流電機(jī)故潔障診斷系統(tǒng)飽4字.1半直流電機(jī)結(jié)村構(gòu)及故障分裁析森本文以診斷貓實(shí)驗(yàn)直流電律動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系養(yǎng)統(tǒng)機(jī)械類故隆障為主，診儲(chǔ)斷方法具有第通用性。目迫前，直流電栽動(dòng)機(jī)具有良雖好的啟動(dòng)性微能且能在寬減廣的范圍內(nèi)傭平滑而經(jīng)濟(jì)梳的調(diào)速，所婆以仍然廣泛捏應(yīng)用于電力雪機(jī)車、無軌皇電車、軋鋼拿機(jī)和啟動(dòng)設(shè)森備上，所以龜對(duì)其故障研熊究具有重要詢的現(xiàn)實(shí)意義伍。寒4返.1.1錯(cuò)直流電機(jī)結(jié)文構(gòu)寺直流電機(jī)港典型機(jī)械結(jié)表構(gòu)圖：李陳國(guó)腿屆艱祖圖4仰-1碌直流電妙機(jī)結(jié)構(gòu)圖陜4狀.1.2罩直流電機(jī)故許障的震動(dòng)分銜析粒機(jī)械的振動(dòng)腿總是伴隨著良機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)幫而存在的，井直流電動(dòng)機(jī)罷也不例外，玻即使是電機(jī)到在最佳的運(yùn)殖行狀態(tài)，也饅將產(chǎn)生某些提振動(dòng)。由于途轉(zhuǎn)子、軸承須、殼體、密騙封和固定等紐部分的結(jié)構(gòu)喂及加工和安養(yǎng)裝方面的缺餃陷，使電機(jī)鳴在運(yùn)行時(shí)引峽起振動(dòng)，振嚇動(dòng)的加劇又風(fēng)往往是電機(jī)礦破壞的主要載原因，所以飼對(duì)電機(jī)這樣狐的旋轉(zhuǎn)機(jī)械爹進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)著測(cè)和分析是貪非常必要的宵。振動(dòng)參數(shù)鳴更能直接地濱、快速準(zhǔn)確孝地反映電機(jī)任的運(yùn)行狀態(tài)著，所以把對(duì)海振動(dòng)參數(shù)的零監(jiān)測(cè)作為對(duì)細(xì)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)判行診斷的主將要依據(jù)，通夜過對(duì)振動(dòng)信顏號(hào)的分析，勻可以推斷出枝振動(dòng)原因和奶故障類型。臥根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)扒使用的直流嫌電動(dòng)機(jī)的調(diào)博查與分析，竹電機(jī)主要的墻故障有轉(zhuǎn)子艇的不對(duì)中、于不平衡、轉(zhuǎn)鞭軸彎曲、軸憲承動(dòng)靜碰摩切和損壞及油毀膜振動(dòng)等。財(cái)這些故障都茶會(huì)引起電機(jī)杰在運(yùn)行過程捆中的強(qiáng)烈振熊動(dòng)，因此對(duì)故電機(jī)故障按陵振動(dòng)原因可住以分為：不對(duì)中餡不對(duì)中是電飲機(jī)的常見故淚障，大多數(shù)源發(fā)生在負(fù)載欠聯(lián)軸器部位姑。所謂中是母用聯(lián)軸節(jié)聯(lián)捏接起來的兩欺根軸的中心逃線存在偏差田，如產(chǎn)生軸拜線平行偏移嫁，軸線生角蠢偏移或者是見兩者的組合呈。一般由制雖造安裝時(shí)存啊在軸線偏移瞎或長(zhǎng)期運(yùn)行階中磨損引起吵。另外，兩處端軸承孔在滴制造加工時(shí)菌不同軸度超宣差，軸承安返裝質(zhì)量不佳東或配合松動(dòng)亭、元件損壞杠、電機(jī)端蓋帆變形等均會(huì)阿產(chǎn)生不對(duì)中虛。在一般情蝕況下，軸向拐振動(dòng)急劇變甲大或嚴(yán)重超鉗是不對(duì)中的滾典型特征。眉當(dāng)轉(zhuǎn)子存在芽不對(duì)中故障炸時(shí)，振動(dòng)信別號(hào)將含有工薦頻的高次成類分，尤其以逆2倍頻雁振動(dòng)非常明漏顯。有關(guān)研劫究指出，如烈果在二階振倒動(dòng)頻率上的桌振幅是工頻蒙振幅的3厚0-75%櫻時(shí)，此時(shí)不鹽對(duì)中可被電障機(jī)軸承受相稅當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間鍵；當(dāng)二階頻納率振幅是工帶頻振幅的系75-15踩0%時(shí)，則稈軸承可能發(fā)夫生故障，應(yīng)忌加強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)中測(cè)；當(dāng)二階鑒頻率振幅超駕過工頻振幅百時(shí)，不對(duì)中套會(huì)對(duì)聯(lián)軸節(jié)潤(rùn)產(chǎn)生嚴(yán)重影愉響。不平衡鞠由不平衡引儀起的振動(dòng)是撞電機(jī)最常見罵的故障類型端之一。轉(zhuǎn)子跳不平衡的基堤本原因如下拾：轉(zhuǎn)子部件野材質(zhì)分布不至均；轉(zhuǎn)子繞窄線不均勻；知轉(zhuǎn)子溝槽內(nèi)案有大量積灰悶。電機(jī)在水涼平方向的剛赤度最小，由烤不平衡而產(chǎn)刻生的激振力悅在水平方向侄反應(yīng)最強(qiáng)烈喊。水平方向倘的振值超差云或發(fā)生劇變怖是不平衡故叮障的顯著特趕征，而且由寬不平衡引起可的振動(dòng)頻率臭一般與轉(zhuǎn)速捐同頻。當(dāng)轉(zhuǎn)為子材質(zhì)不均戲、轉(zhuǎn)子熱不姐平衡、轉(zhuǎn)子配熱彎曲引起冊(cè)振動(dòng)時(shí)，其凈振動(dòng)的主要鎮(zhèn)特征之一是度振動(dòng)變化，立即不平衡時(shí)圖振動(dòng)隨時(shí)間嶄發(fā)生變化振伐動(dòng)相位不穩(wěn)聽定，有時(shí)會(huì)心產(chǎn)生明顯甩核振。動(dòng)靜碰摩忌電機(jī)在運(yùn)行亦過程中，由碗于裝配不良摘、轉(zhuǎn)子不平惱衡量過大、允軸彎曲、機(jī)穩(wěn)械松動(dòng)或零筑部件缺陷等屠綜合性原因添，可能導(dǎo)致輸動(dòng)靜件之間虛發(fā)生碰摩。啦由于動(dòng)靜部構(gòu)分碰摩而產(chǎn)巖生的振動(dòng)具臟有豐富的頻切譜特征，占旨據(jù)超低頻、煙低頻和高頻眼的各個(gè)頻帶婆，特征頻率痛復(fù)雜，特別妹是對(duì)于早期鼓的微弱的碰玉摩故障，故季障信號(hào)的特轉(zhuǎn)征提取相對(duì)榨困難。油膜振動(dòng)凍油膜振動(dòng)是熊軸承軸頸帶霉動(dòng)潤(rùn)滑油高卡速流動(dòng)時(shí)，圖高速油流反誠(chéng)過來激勵(lì)軸紡頸，使其發(fā)咱生強(qiáng)烈振動(dòng)耀的一種自激務(wù)振動(dòng)現(xiàn)象。躍轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)欠轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸節(jié)在軸承內(nèi)僅躺繞其中心高姜速旋轉(zhuǎn);但員失穩(wěn)后，軸霞頸不僅繞軸歲頸中心高速道旋轉(zhuǎn)，而且泛軸頸中心本翼身將繞平衡朵點(diǎn)甩轉(zhuǎn)或渦林動(dòng)。這種渦級(jí)動(dòng)頻率一般乘大約為轉(zhuǎn)軸杏轉(zhuǎn)動(dòng)角速度眾的一半，稱練為半速渦動(dòng)號(hào)。在轉(zhuǎn)軸的軋臨界轉(zhuǎn)速比訓(xùn)較低時(shí)，渦卸動(dòng)頻率可能敏與轉(zhuǎn)軸的某蝶一臨界轉(zhuǎn)速洲相等，其渦策動(dòng)振幅將被殖共振放大，掌即產(chǎn)生強(qiáng)烈析的振動(dòng)，此沈時(shí)稱為油膜木振動(dòng)。由此罪可見，當(dāng)轉(zhuǎn)戀子發(fā)生油膜膏振動(dòng)時(shí)，其耐振動(dòng)的主要曉頻率成分為漿臨界轉(zhuǎn)速左椒右的頻率。風(fēng)仿真振動(dòng)信碼號(hào)的時(shí)頻分遵析實(shí)例洽電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)碰狀態(tài)可以通慣過振動(dòng)信號(hào)式全面反映，曉如果出現(xiàn)故且障狀態(tài)，通千常信號(hào)會(huì)發(fā)辜生突變，即祥在局部信號(hào)傻段具有奇異捉性，而且通沒常電動(dòng)機(jī)工舉作環(huán)境比較鍋復(fù)雜，因此污所得振動(dòng)信查號(hào)往往含有旋大量噪聲，像信號(hào)的信噪研比較低。如緊下仿真生成作直流電動(dòng)機(jī)辮振動(dòng)信號(hào)，卷疊加噪聲和稱奇異點(diǎn)，利鑒用小波分析印仿真振動(dòng)信輝號(hào)，提取其鋪特征。韻仿真信號(hào)有狐以下三部分嗚組成：奇辜凳元4-1誰(shuí)到海朱4尋-2烈活泉按4予-3小以上f(扁t逃1茄)為分段正賄弦信號(hào)，拋f(t志槳2脹)為近似矩積形脈沖信號(hào)窩（產(chǎn)生奇異預(yù)點(diǎn)），f晴(t酬3盞)為隨機(jī)白弄噪聲信號(hào)，個(gè)其中t榮∈派Z。構(gòu)造禁含噪原始信寄號(hào)f(t段)=f銀(t喊1鄰)+f能(t目2晨)+f浮(t性3鄰)如圖次4靠-2都所示。狡坐熊講章慌徹圖4據(jù)-2紫仿真信號(hào)波語(yǔ)形由首先選擇患db5系笛列小波，利程用Mal缺lat算到法對(duì)f胖(t)進(jìn)替行分解，然畝后利用閾值恥法處理細(xì)節(jié)擾系數(shù)，并根韻據(jù)處理后的霸細(xì)節(jié)系數(shù)重另構(gòu)f(鹿t)，得癢到消噪信號(hào)豬如圖厭4-2證似所示。結(jié)迷果表明，利顆用小波分析的可以有效地省對(duì)仿真信號(hào)雜進(jìn)行降噪濾興波，提高信疏噪比。然后節(jié)再選擇d進(jìn)b6系列缸小波，利用合Mall完at算法精對(duì)上述消噪古信號(hào)進(jìn)行蓄3層分解咽，檢測(cè)奇異鄉(xiāng)點(diǎn)，重構(gòu)結(jié)廳果如圖浪4-3杰所示，其閑中a落3象為第三層重摩構(gòu)近似信號(hào)啟，d掛3鉗為第3存層重構(gòu)細(xì)節(jié)鐘信號(hào)，d溪1燙為第1品層重構(gòu)細(xì)節(jié)誘信號(hào)。返視沃誠(chéng)萍圖4會(huì)-3紋秀小波重構(gòu)的逝各種細(xì)節(jié)信階號(hào)擇從重構(gòu)各頻愧段細(xì)節(jié)信號(hào)被d謊1,d2詠,d3耽可以明顯看貸出在t=2繪00、23挺0和5技00左右辱均有幅度跳帥變，可以判仆定原信號(hào)在本以上三個(gè)時(shí)握域位置左右混有奇異點(diǎn)出汽現(xiàn)，符合實(shí)訴際仿真信號(hào)差。仿真結(jié)果爪表明小波分母析可以準(zhǔn)確財(cái)檢測(cè)非平穩(wěn)鋤信號(hào)的奇異配點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)臘域信息。牛小波神經(jīng)網(wǎng)辱絡(luò)系統(tǒng)跑4.揀3什.1小波絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的懲結(jié)合途徑拜小波分析由器于其基函數(shù)降的自動(dòng)伸縮呀和平移特性康，已成為信匙號(hào)處理的重口要工具。神前經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于鍬可以實(shí)現(xiàn)輸遵入到輸出的蜻非線性映射去，并具有自福學(xué)習(xí)和模式寒識(shí)別的能力裂，適用于診搞斷的自動(dòng)化聽。將這兩者影加以結(jié)合，假可以形成互亦補(bǔ)，更好的活進(jìn)行故障的芝診斷與識(shí)別紗。目前有兩艘種結(jié)合途徑駕：蝕松散型結(jié)合叫，緊致妙性結(jié)合忽。狡本文采用松削散型小波神辮經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行脅電機(jī)轉(zhuǎn)子軸脆承的故障診荷斷研究。敲粗晌小波分析與著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的澤松散性結(jié)合闖本文運(yùn)用松蔥散型小波神斧經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈電機(jī)軸承故樓障診斷的總根體構(gòu)想是：俊以小波分析正作為神經(jīng)網(wǎng)拐絡(luò)的前處理船器，以提取粘故障特征；個(gè)利用神經(jīng)網(wǎng)歪絡(luò)對(duì)輸入和雅輸出建立映圓射關(guān)系，輸處入取為故障墓特征量，輸計(jì)出取為多組她特征向量，炮不同的輸出虛向量表達(dá)某攔類故障模式疏，利用神經(jīng)香網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故論障診斷分類企。癥診斷系統(tǒng)的莖設(shè)計(jì)思路是恒:吃(l)利削用小波變換船優(yōu)良的時(shí)頻封局部化特性墳，提取故障添特征。具體巴是利用小波轟變換將狀態(tài)監(jiān)信號(hào)分解到控不同的尺度拔上，使故障壩特征在某一吉或某些尺度卸上得以顯化考。洽(2)利乖用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)職的非線性映慚射能力來處膛理電機(jī)軸承德故障模式與藥故障特征之機(jī)間的非線性罷映射關(guān)系。扒4尼.4解小波神經(jīng)網(wǎng)附絡(luò)故障診斷奇的步驟與實(shí)醫(yī)現(xiàn)和4辣.4.1統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)小波包能量伙特征提取方塵法昌本文采用分姥析電機(jī)振動(dòng)宅信號(hào)診斷其澡轉(zhuǎn)子故障，率以他勵(lì)直流爹電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葬三種典型狀渾態(tài)：正常、件轉(zhuǎn)子不對(duì)中吳、軸承碰摩認(rèn)為例進(jìn)行研鴨究。由于直翼流電機(jī)轉(zhuǎn)子兩故障時(shí)機(jī)體瞇振動(dòng)會(huì)受到命脈沖力的作醒用，在靠近雕脈沖力作用校的時(shí)刻振動(dòng)扛信號(hào)的能量駐比較大，而傻在遠(yuǎn)離脈沖物力作用的時(shí)損刻振動(dòng)信號(hào)脫的主要成分遞是平穩(wěn)振動(dòng)惹信號(hào)和噪聲剛以及低頻干飽擾，信號(hào)能榆量相對(duì)較小未。因此可以強(qiáng)利用各個(gè)頻壺帶能量的變讀化來提取故飽障特征，頻波帶能量可以揉由小波包分哄解系數(shù)來求魚取，具體步衡驟如下：其利用在時(shí)域注和頻域都有灑良好的局部篩化特性D貪auben液chies嘉小波系列歲中的4侄階小波，對(duì)搖振動(dòng)信號(hào)常S(t)舒進(jìn)行3雁層小波包邀分解，得到陶8個(gè)子乒頻帶。假設(shè)晚原始信號(hào)飽S(t)俗中信號(hào)最波低頻率為狗0，最高頻吩率為f皇，則提取小娘波包分解信就號(hào)翅S憐j房（j=0茄，1，剪…截，7）頻咽帶成分所代危表的頻率范著圍見表雅4-1專。寶輕汗都粱表4僵-1覽適三層小波爆銷頻率分解范煎圍劣對(duì)振動(dòng)信號(hào)亡進(jìn)行小波包馳分解，之后誰(shuí)對(duì)各頻帶分?jǐn)⒔庀禂?shù)逐層羊重構(gòu)直到第牧0層，戶從而提取出葛各頻帶范圍肯內(nèi)的信號(hào)。濫若原始信號(hào)策x(非k)的數(shù)奸據(jù)長(zhǎng)度為隙N，則小波喇包分解各頻咱帶坡S更j前上的小波內(nèi)包能量可表峽示為：圓竿弊白4-4泄其中，頂x輩jk鳥表示位于第釘j個(gè)頻淹帶子空間的蠟離散信號(hào)的山幅值。身構(gòu)造特征向桐量。以能量慕為元素構(gòu)造疏特征向量，街特征向量構(gòu)扮造如下：英顏索4-5回信號(hào)的小波儉包分解對(duì)信淺號(hào)進(jìn)行更細(xì)比致的頻率劃程分，將不同今的頻率分量?jī)A分解到相應(yīng)爐的顆頻帶上，其妥節(jié)點(diǎn)系數(shù)的音能量值主要兩依賴于諧波結(jié)成分的幅度縮及分布，反恥映信號(hào)的特夫征信息。同嗚時(shí)，故障信撕號(hào)與特征信汁號(hào)相比，在愚相同的頻帶冒內(nèi)信號(hào)的能假量發(fā)生了較蓋大的變化，賄其相應(yīng)小波縮包系數(shù)的能棗量值也會(huì)映單射地隨之改伶變，因此，度可將頻帶節(jié)去點(diǎn)的小波包偶系數(shù)的能量較值作為表征性電機(jī)振動(dòng)信犁號(hào)的特征量藥，為下一步壤智能故障診彎斷做好準(zhǔn)備隊(duì)。允4.刪4巨.2小波洽包能量特征吸提取算法的勉Matl災(zāi)ab實(shí)現(xiàn)延目前小波分辭析在許多科央研和工程領(lǐng)滅域中都得到范了廣泛的應(yīng)夾用，成為科效技工作者經(jīng)叮常使用的工截具之一。M志atlab屈為小波分問析為提供了塞基于Si透mulin辦k的小波瓜工具箱（W棄avele詠tTool堆box3察.0），提亮供了圖形化情的函數(shù)功能投和命令，方泳便易用，可暴以用于創(chuàng)新嶺算法研究上決，但利用捎Simul步ink小媽波工具箱方誓法進(jìn)行信號(hào)剃處理缺乏編昌程靈活性，部所以本課題召仍讓利用高同級(jí)語(yǔ)言編程帶方法編寫.石m文件進(jìn)冰行程序設(shè)計(jì)竹，程序執(zhí)行獅效率明顯提襯高，有利于香程序移植和短嵌入式智能脹診斷軟件開槐發(fā)。根據(jù)上甜節(jié)所述方法殖步驟，本課禁題主程序設(shè)爭(zhēng)計(jì)流程圖如連圖照跳4-4寸所示?？p非鐵完端圖4毛-4篇態(tài)小波包能量益特征提取程襯序流程圖明4.悲4傲.嘗3振BP神濫經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)渠識(shí)別算法的逗Matl贊ab實(shí)現(xiàn)蒙本文以直流邀驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中考的直流電動(dòng)斗機(jī)為診斷對(duì)悔象，對(duì)象特漠點(diǎn)是可能出關(guān)現(xiàn)多種故障牲，故障原因攏和相應(yīng)狀態(tài)奸之間沒有明誦確的線性關(guān)襯系，更難于而用精確的數(shù)飲學(xué)模型來描蜓述。然而可遷以將待診斷別系統(tǒng)的各種浙故障狀態(tài)的歷測(cè)量數(shù)據(jù)作擔(dān)為樣本特征珠向量，輸入忠到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)散，同時(shí)給定惜期望輸出，條神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通來過修改神經(jīng)顯元連接權(quán)值球進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)賓習(xí)，最后在遇允許的誤差腳范圍內(nèi)停止間訓(xùn)練，然后哀即可將其它袍狀態(tài)特征向本量輸入到訓(xùn)充練過的神經(jīng)會(huì)網(wǎng)絡(luò)，診斷漿出故障狀態(tài)挖。如前所述島，Matl姨ab同樣口為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)博程序設(shè)計(jì)帶休來了許多便助利，本文沒凈有直接調(diào)用槍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工證具箱函數(shù)，務(wù)而是自行編栗寫.m文析件設(shè)計(jì)B攔P神經(jīng)網(wǎng)罪絡(luò)故障狀態(tài)屯分類器，代仍碼執(zhí)行效率裹高，移植性伏好，網(wǎng)絡(luò)具沉有很好的泛著化能力和魯討棒性。程序負(fù)設(shè)計(jì)流程圖望如圖保4-5嘆所示。掃外懲圖該4管-5恰黨BP神經(jīng)致網(wǎng)絡(luò)故障診餃斷程序流程貨圖金電機(jī)振動(dòng)信秋號(hào)采集系統(tǒng)荷信號(hào)處理方都法是本文的復(fù)研究重點(diǎn)，爺并在做了詳螞細(xì)的理論研首究和方法仿康真，然而準(zhǔn)冬確地采集電濁機(jī)狀態(tài)信號(hào)最卻是準(zhǔn)確對(duì)所其進(jìn)行故障丸診斷的第一爸步，所以對(duì)晶下面對(duì)電機(jī)呀振動(dòng)信號(hào)采豆集系統(tǒng)進(jìn)行政了詳細(xì)介紹瀉。跑電機(jī)振動(dòng)信愛號(hào)采集系統(tǒng)均組成水振動(dòng)信號(hào)采藥集系統(tǒng)是指徑測(cè)量并記錄蒼振動(dòng)現(xiàn)象的銀設(shè)備或系統(tǒng)勾。振動(dòng)信號(hào)駛采集系統(tǒng)如賠圖宅4-6保所示。記屑想浩撤風(fēng)嫁圖4集-6斗振動(dòng)信號(hào)采災(zāi)集系統(tǒng)傳感器踐振動(dòng)信號(hào)測(cè)壤量部分由獲束取振動(dòng)信號(hào)興的傳感器及朋將傳感器所庭輸出的電信違號(hào)進(jìn)行加工南的放大器或削變換器組成海。通常采用糖加速度傳感起器進(jìn)行振動(dòng)肥物理量測(cè)量歐。振動(dòng)測(cè)量織傳感器又稱觀為拾振器，跡是將振動(dòng)信誤號(hào)變成電參敏量的一種敏裳感元件。振祝動(dòng)數(shù)據(jù)采集動(dòng)部分由轉(zhuǎn)換捏模擬信號(hào)為唱數(shù)字信號(hào)的堵數(shù)據(jù)采集設(shè)銷備以及操縱段數(shù)據(jù)采集器或進(jìn)行采樣并于保存數(shù)字信棵號(hào)的計(jì)算機(jī)諒和采集軟件渠系統(tǒng)組成。策數(shù)據(jù)采集設(shè)細(xì)備的工作過吼程為首先按摧一定的等長(zhǎng)框度時(shí)間間隔礙對(duì)模擬信號(hào)群進(jìn)行采樣即度離散化，然圍后將每一個(gè)鍛瞬時(shí)模擬量彈通過模數(shù)轉(zhuǎn)隊(duì)換裝置轉(zhuǎn)換可成數(shù)字量即蒸量化，于是宗得到幅值和裙時(shí)間均離散巧的數(shù)字信號(hào)柴?？盘?hào)調(diào)理模哀塊邀對(duì)于絕大多臣數(shù)數(shù)據(jù)采集祖系統(tǒng)來說，驢信號(hào)調(diào)理是己非常重要的綠。典型的系助統(tǒng)一般都需斤要信號(hào)調(diào)理殿硬件，用于蟻將原始信號(hào)彼以及傳感器轉(zhuǎn)的輸出接口典到數(shù)據(jù)采集蛛板或模塊上抱。通過信號(hào)征調(diào)理的各種脊功能，如信鋼號(hào)的放大、岸隔離、濾波決、多路轉(zhuǎn)換特以及直接變轟送器調(diào)理等彩，使得數(shù)據(jù)斃采集系統(tǒng)的攔可靠性及性才能得到極大絲地改善數(shù)據(jù)采集卡斃數(shù)據(jù)采集卡風(fēng)的功能主要廣有模擬輸入蹈，數(shù)字輸出果，計(jì)數(shù)器/致計(jì)時(shí)器等。哄模擬輸入是觸采集卡的最亮基本的功能搖。它一般由富多路開關(guān)（歷MUX），袋放大器（A籌mplif北ier），濕采樣保持電后路（S/H倘）以及模數(shù)昏轉(zhuǎn)換器（A葛DC）來實(shí)魔現(xiàn)。一個(gè)模啦擬信號(hào)通過賄上述各部分諷后可以轉(zhuǎn)化冠為數(shù)字信號(hào)曬。ADC號(hào)的性能和參車數(shù)直接影響拍著采集數(shù)據(jù)撿的質(zhì)量，應(yīng)啞根據(jù)實(shí)際測(cè)適量所需要的衫精度來選擇許合適AD和C。丑傳感器輸出傾信號(hào)經(jīng)信號(hào)澇調(diào)理模塊處昏理后輸出為但模擬量，必曠須進(jìn)行離散點(diǎn)采樣和截?cái)嘞佁幚硎怪D(zhuǎn)編變?yōu)閿?shù)字信早號(hào)，數(shù)據(jù)采填集卡主要功徹能就是將模嫁擬信號(hào)量轉(zhuǎn)援換成計(jì)算機(jī)摟可以處理的竹數(shù)字量。然筒而這里涉及她到一個(gè)采樣呈精度、采樣轉(zhuǎn)頻率和采樣現(xiàn)長(zhǎng)度的問題截，兩個(gè)參數(shù)催的確定規(guī)則基如下：賤(1)采勇樣精度的確始定遇模擬信號(hào)離唇散采樣過程逆就是模/數(shù)啦(A/D)史轉(zhuǎn)換的過程酬，包括采樣唯、量化、編踢碼等項(xiàng)內(nèi)容繪。采樣也叫舅抽樣，是信熔號(hào)在時(shí)間上膠的離散化，閘即按照一定歪的時(shí)間間隔請(qǐng)△棉t在模擬跡信號(hào)x(t頸)上逐點(diǎn)采器取其瞬時(shí)值粉。它是通過誕采樣脈沖和日模擬信號(hào)相添乘來實(shí)現(xiàn)的到。量化是對(duì)拴幅值進(jìn)行離紐散化，即將濟(jì)振動(dòng)幅值用摩二進(jìn)制量化壯電平來表示剪。量化電平蚊按照級(jí)數(shù)變?；瑢?shí)際的稿振動(dòng)值是連斃續(xù)的物理量怖。具體振值肉用舍入法歸球到靠近的量床化電平上，宴由此將產(chǎn)生折量化誤差。器量化誤差和兵量化步長(zhǎng)有踢關(guān)，也就是逮和A/D雅板的位數(shù)鼠有關(guān)。位數(shù)搏多，量化步岔長(zhǎng)R就午較小，誤差喂也會(huì)相應(yīng)減尼小。對(duì)8肯位A/獲D板來說洗，量化級(jí)數(shù)列為2扶8添=256，麥則量化步長(zhǎng)鞠R便為混所測(cè)量最大號(hào)電壓幅值的掏1/25扯6。為求得亮更高的量化部精度，可選象擇位數(shù)更多度的A/D針板。但在餡實(shí)際應(yīng)用中輔，考慮到成樣本因素，A脆/D板的尼位數(shù)也不可架一味求高，衣能滿足系統(tǒng)盈使用要求即呆可。寒(2)采埋樣頻率的確宣定溜在實(shí)際的采呈樣過程中，擇考慮到抗混惰濾波器的非嗽銳截止性，亡實(shí)際工作中撓會(huì)把采樣頻挺率提高一些舉，一般取癢fs術(shù)≥般（3～4）乖f情max鑰(3)采廉樣長(zhǎng)度的確績(jī)定蓬采樣長(zhǎng)度即象采樣時(shí)間的逐長(zhǎng)短。采樣優(yōu)時(shí)，首先要嶼保證能反映夕信號(hào)的全貌匠，對(duì)瞬態(tài)信龍?zhí)枒?yīng)包含整蜂個(gè)瞬態(tài)過程辰；對(duì)周期信肉號(hào)，理論上舒采集一個(gè)周族期的信號(hào)就勞可以了，實(shí)剝際上，考慮利到信號(hào)平均拋等因素，采決樣總是有一移定長(zhǎng)度的，賠同時(shí)為了減若少計(jì)算量，導(dǎo)采樣長(zhǎng)度也櫻不宜過長(zhǎng)。玉信號(hào)采樣要答有足夠的長(zhǎng)泄度，這不光湯是為了保證止信號(hào)的完整內(nèi)性，而且是盯為了保證有態(tài)較好的頻率強(qiáng)分辨率。設(shè)蘭譜線數(shù)為餓f撒c閉，則頻率分躬辨率為斧n絲，則分析頻疾率暖?f段為湯:教△蒙f俱=f懸c縱/n釘改用采樣頻鎮(zhèn)率表示為：市式中，N=憲2n為采窩樣點(diǎn)數(shù)，T雞為采樣長(zhǎng)劣度?？梢姡駥?duì)給定的分殼析頻率，采意樣長(zhǎng)度越大庸，則造?f遙越小，即分讓辨率越高。退在信號(hào)分析扇中，采樣點(diǎn)葛數(shù)一般選為宿2稼m衡個(gè)，使用較冬多的是5港12、10測(cè)24、20忽48和欠4096等忙。這在后續(xù)悲的實(shí)驗(yàn)研究乏中具有重要乏的參考價(jià)值愚。跳振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布嘩置細(xì)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械聚中，轉(zhuǎn)子是位設(shè)備的核心己部件，它的蜜運(yùn)轉(zhuǎn)正常與阻否，直接決瓶定了設(shè)備能論否正常工作象。70%的處故障都和轉(zhuǎn)個(gè)子機(jī)器組件射有關(guān)，其它弄部位發(fā)生故滿障的概率較林小。因此，究對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)獎(jiǎng)備而言信號(hào)芝的采集主要優(yōu)是轉(zhuǎn)子振動(dòng)霉信息的采集廣。訴轉(zhuǎn)子振動(dòng)和玻其它部件的殼振動(dòng)是有聯(lián)未系的，轉(zhuǎn)子代通過軸承支榜撐在軸承座掠上，構(gòu)成轉(zhuǎn)所子勝—野支承系統(tǒng)，毫支承的動(dòng)力家性能對(duì)轉(zhuǎn)子?jì)屨駝?dòng)有極大挑影響，軸承匪座振動(dòng)過大汪也是不允許燭的。所以，滋通常軸承座挪也是主要的表信息采集處惠。實(shí)際上，委由于檢測(cè)轉(zhuǎn)痕子軸的振動(dòng)閣往往要比測(cè)堤量軸承座內(nèi)裕座或外殼的沉振動(dòng)需要更棟高的監(jiān)測(cè)條禍件和技術(shù)，洪其中最基本淘的條件就是譜合理的安裝逗傳感器，因闊為測(cè)量轉(zhuǎn)子組振動(dòng)的非接宴觸式傳感器惑，安裝前一怠般需要加工糾設(shè)備外殼，澡保證傳感器燒與軸頸之間截沒有其他物千體，在不具錄備條件時(shí)可降采取測(cè)量外災(zāi)殼或軸承座程等措施。晨旋轉(zhuǎn)機(jī)械振寄動(dòng)信息的采使集，一般應(yīng)搜在水平、垂憑直和軸向三無個(gè)方向進(jìn)行長(zhǎng)，因?yàn)椴煌`故障在不同鼻的測(cè)試方向愛上敏感程度瞧是不同的，乎例如不平衡俘故障一般在縫水平方向，這碰摩故障主測(cè)要反映在垂直直方向，而場(chǎng)不對(duì)中的軸脊向振動(dòng)較大掘。應(yīng)該注意粱的是測(cè)點(diǎn)的養(yǎng)選擇應(yīng)在振潛動(dòng)比較敏感尖的位置，而棟且測(cè)點(diǎn)一經(jīng)勝確定，就要炭在同一點(diǎn)測(cè)導(dǎo)量，測(cè)點(diǎn)的巖偏移將導(dǎo)致心測(cè)量值的極羅大誤差。訴實(shí)驗(yàn)過程及尾結(jié)果評(píng)析歪根據(jù)4.偉5年節(jié)所述的機(jī)振動(dòng)信號(hào)采鹿集方法，本綱實(shí)驗(yàn)采用加碼速度傳感器得拾取直流電傳動(dòng)機(jī)機(jī)體振毯動(dòng)信號(hào)，測(cè)受點(diǎn)布置在直腎流電動(dòng)機(jī)的告機(jī)殼上，采齡用數(shù)據(jù)采集飛卡進(jìn)行對(duì)將普傳感器信號(hào)灰進(jìn)行A/杏D轉(zhuǎn)換，張得到樣本訓(xùn)尼練信號(hào)和測(cè)葛試信號(hào)，并血將信號(hào)數(shù)據(jù)唐存入上位機(jī)另，為離線故但障診斷系統(tǒng)居實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備龍。貢小波神經(jīng)網(wǎng)喜絡(luò)故障診斷掠系統(tǒng)的學(xué)習(xí)百訓(xùn)練彼通過振動(dòng)信輩號(hào)采集系統(tǒng)享采樣得到6教組樣本信號(hào)懶，用于訓(xùn)練銜BP神經(jīng)網(wǎng)淋絡(luò)。利Ma效tlab的按繪圖功能將石樣本信號(hào)直常觀顯示，如絞圖狐蚊4-7懲所示震挨誤熊辮視圖4扛-7則開樣本信號(hào)芬用Matl現(xiàn)ab小波包衛(wèi)信號(hào)分析程灑序，對(duì)上述孟采集樣本信閱號(hào)進(jìn)行特征常提取，分別炭得6組樣本遮信號(hào)特征向再量，如表探4-2琴所示鳴露性眾旗表4療-2眉雞樣本信號(hào)特拿征向量翠給定樣本信己號(hào)特征向量跑（如表型4-2專所示）和期刪望輸出，利角用Matl葵ab平臺(tái)訓(xùn)希練BP網(wǎng)絡(luò)亡。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練駁完畢后期望而輸出和實(shí)際摟輸出對(duì)比在槍表事4-3艙中給出。則星質(zhì)朱怠表4舊-3什竹期望輸出和蝕實(shí)際輸出套在誤差允許恥范圍內(nèi)期望存輸出和實(shí)際摟輸出基本符六合，表明B邪P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)栽組成的狀態(tài)謝分類器訓(xùn)練店成功。延小波神經(jīng)網(wǎng)敞絡(luò)故障診斷歐系統(tǒng)的性能邪測(cè)試之同樣通過振肅動(dòng)信號(hào)采集板系統(tǒng)采樣得濟(jì)到另外3組胖特定狀態(tài)下宇的測(cè)試信號(hào)紅（如圖仍4-8淹所示），用懼于測(cè)試訓(xùn)練休完畢的小波貍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系飽統(tǒng)的診斷性叔能。殘率倦禁僵是圖4帽-8顆版測(cè)試信號(hào)寬利用小波包屬對(duì)測(cè)試信號(hào)墊進(jìn)行分析，邪提取的特征侮向量如表脫4-4芝所示拾：織餓炒刻擠兼鑄表4具-4帆測(cè)試信號(hào)特談?wù)飨蛄烤w將3組測(cè)試婚測(cè)試向量輸貍?cè)氲缴窠?jīng)網(wǎng)幅絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)瓦識(shí)別，測(cè)試林結(jié)果如表巡4-5撞所示。匹池籮敵恒疑爸表4祥-5裂浸測(cè)試輸出征測(cè)試結(jié)果符粘合實(shí)際測(cè)試句信號(hào)對(duì)應(yīng)的拉狀態(tài)，結(jié)果波證明了利用西小波包分析洞能夠有效提陷取故障特征參向量，并且其經(jīng)過訓(xùn)練的甘BP神炊經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確實(shí)昨能夠?qū)χ绷饔妱?dòng)機(jī)故障運(yùn)狀做出準(zhǔn)確撲的診斷分類江。表明本文礙所設(shè)計(jì)的小緞波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)碼系統(tǒng)能夠?qū)β≈绷麟妱?dòng)機(jī)譽(yù)的故障準(zhǔn)確園地進(jìn)行診斷夫?？偨Y(jié)嗚現(xiàn)代工業(yè)特毅別是流程工耽業(yè)已向綜合搞自動(dòng)化方向沒發(fā)展，所以懂設(shè)備運(yùn)行的姜安全性和穩(wěn)律定性也逐步穩(wěn)考慮到了綜瞇合自動(dòng)化系欺統(tǒng)設(shè)計(jì)中來最。電機(jī)是工且業(yè)最主要的概動(dòng)力能源設(shè)信備，在許多六關(guān)鍵場(chǎng)合，緊電機(jī)運(yùn)行的腫穩(wěn)定性至關(guān)決重要，務(wù)必岡做到故障早退期預(yù)警與處艷理，否則將笑有可能帶來全經(jīng)濟(jì)損失和賤安全事故。楚鑒于故障診宅斷技術(shù)研究總要針對(duì)具體脅設(shè)備的具體舍故障，本文和以直流電動(dòng)但機(jī)的轉(zhuǎn)子系售統(tǒng)為研究對(duì)設(shè)象，對(duì)其正傲常、轉(zhuǎn)子不均對(duì)中和軸承沃碰摩三種早蹦期機(jī)械故障訂狀