基于混沌理论的自动机故障诊断研究-论文.pdf

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1、第35卷第2期火炮发射与控制学报Vo1．35No．22014年6月JOURNALOFGUNLAUNCH＆CONTROLJun．2014基于混沌理论的自动机故障诊断研究潘宏侠，崔云鹏，王海瑞(1．中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051；2．西北工业集团军代表室，陕西西安710043)摘要：针对某型号自动机的结构特点、运动过程和几种常见的故障模式进行分析。结合自动机的运动过程分析及其振动信号的非线性短时冲击特性，提出用混沌理论对自动机的故障进行诊断研究。提取了所测信号的李雅普诺夫指数，验证其为混沌

2、系统，运用关联维数和Kolmogorov熵几个混沌参量提取出实测信号的特征。最后应用Elman神经网络进行了故障模式的识别，实现了基于试验测试的自动机故障诊断。为自动武器的故障诊断提供了一种新思路，对高速自动机的故障诊断有着重要的理论和现实意义。关键词：自动机；混沌理论；特征提取；故障诊断中图分类号：TJ25文献标志码：A文章编号：1673—6524(2014)02—005005StudyonAutomatonFaultDiagnosisBasedonChaosTheoryPANHongxia．CUIY

3、unpeng．WANGHairui。(1．MechanicalandDynamicalEngineeringCollege，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，Shanxi，China；2．MilitaryAgencyinNorthwestIndustrialGroup，Xi’an710043，Shaanxi，China)Abstract：Aimedatthestructuralfeatureandthemovementprocessofcertainautomat

4、on，thesevera1commonfailuremodeswereanalyzed．InaccordancewiththemovementprocesSanalysisofautomatonandnonlinearshort—termimpactcharacteristicsofvibrationsignals，thechaostheorywasproposedtocarryouttheautomatonfaultdiagnosisandstudy．Lyapunovindexofmeasuredsi

5、gnalswereextracted，anditwasverifiedtobechaoticsystem，andcharacteristicsofmeasurementsignalswereextractedbvuseofthecorrelationdimensionandseveralKolmogoroventropychaoticparameters．theautomaticfaultdiagnosisbasedonexperimentaltestswasrealizedwiththehelpofE

6、lmanneuralnetworkforfaultpatternrecogni—tion．Thestudycanprovideanewwayforthefaultdiagnosisofautomaticweapons，andithasimportanttheoreticalandpracticalsignificanceforhighspeedautomaticfaultdiagnosis．Keywords：automaton；chaostheory；featureextraction；faultdia

7、gnosis自动机作为自动炮的核心部分，系统结构复杂，其对时序性和规律性的要求十分严格，某一个1自动机常见故障类型零部件的动作是否准确可靠将直接影响着整个高炮的正常射击，是整个高炮的心脏，对武器系统的自动机系统的故障可能发生在许多零部件上，整体战斗性能有着重大影响]。因此，采用现代测造成多种故障现象，例如零部件磨损、弹簧弹性减试与分析方法，在实弹射击过程中采集自动机工作弱、关节处锈蚀或者划伤等引。自动机在运行过程时的有效冲击振动响应信号，对高速自动机提出一中发生的不同故障状态会反映在机构的传递特性种适合

8、其高频振动冲击信号的故障诊断方法有着上，因此可以通过检测机箱的振动响应状态来对其重要的意义_2]。收稿日期：2014—01—20；修回日期：2014—04—08基金项目：国家自然科学基金(51175480)作者简介：潘宏侠(1950-)，男，教授，主要从事系统辨识与故障诊断技术研究。E—mail：panhx1015@163．cOm·52·火炮发射与控制学报第35卷图7单发故障l~Lyapunov{旨数曲线一，⋯，N图8单发故障2的Lyapu