hos和bp网络诊断方法及可重构诊断模式研究

《hos和bp网络诊断方法及可重构诊断模式研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、HOS和BP网络诊断方法及可重构诊断模式研究重庆大学博士学位论文学生姓名：周鹏指导教师：秦树人教授专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二OO八年三月国家自然科学基金项目（No.50605065）资助国家“863”高科技项目（No.2005AA420350）资助ResearchonFaultDiagnosisMethodsBasedonHigher-orderStatistics(HOS)andBackPropagation(BP)NeuralNetworkandReconfigurableDiagnosisModelAThesisSubmittedtoCh

2、ongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofDoctorofEngineeringbyZhouPengSupervisor:Prof.QinShurenMajor:MechantronicsEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringChongqingUniversityMarch,2008ThispaperisabranchofprojectsupportedbyNSFC(No.50605065)andprojectsupportedbyNat

3、ional“863”project(No.2005AA420350)中文摘要摘要设备故障诊断的研究和应用对行业效益和基础理论的发展都起着积极作用：一方面，它利用视情维修或预知维修，及时、准确地对设备运行中的各类异常或故障作出诊断，为制定设备的最佳维修决策提供依据；另一方面，它的开展可以客观地检验设备故障诊断的相关理论和方法，为寻找最佳诊断理论（方法）提供依据，同时又反过来完善相关理论（如信号采集、分析和模式识别等）。目前，设备故障诊断主要以设备振动信号的分析为基础（拾取振动信号便利且易操作），通过检测和分析振动信号，提取和识别信号特征，从而实现故障诊断。本文重点研究了高阶

4、统计量（HOS）和BP神经网络的故障诊断方法，HOS具有自动抑制高斯噪声、检测和分析相位耦合信号、检测冲击信号以及循环平稳信号等功能，而BP神经网络具有较强的学习能力、联想能力以及非线性映射能力。但它们仍存在不足和局限，因此，本文也结合其它方法（如小波方法、经验模态分解方法、遗传算法等）对它们进行研究。设备故障多呈复杂、并发和随机的特点，加之传统技术水平的限制，出现了各种结构、各种数据组织方式的测试系统（仪器），它们之间难以进行信息交互和协作，组建协同诊断系统、进行系统集成更是困难。尽管这些测试系统有各自的应用范围和条件，但它们的功能模块（软件算法）都有相似之处，可以通过

5、设置实现它们之间的互换，使功能模块的重用成为可能。虚拟仪器（简称VI）是最大程度运用软件（算法）来实现硬件功能的仪器技术，它是计算机技术、传感器技术、现代信号分析技术、人工智能等技术相结合的产物。VI为功能模块重用提供了一种实现机制，它与生俱来的可扩展、可开放和可互换的特性，使之能够突破传统测试系统（仪器）的局限、较容易地构建可重构诊断系统，VI为构建可重用诊断系统（简称RIFDS），实现仪器资源的共享，有效降低仪器重复开发而造成的人力、物力浪费提供了技术支持。智能控件化（简称IVC）及智能控件化虚拟仪器（IVC-VI）这种新型的仪器及仪器开发方式将VI技术提高到一个新高

6、度，它不仅为诊断方法的研究提供了良好的开发平台，同时也为构建可重诊断系统提供了一种有效的途径，在此背景下，本文研究了诊断系统的IVC可重构模式。综上所述，论文的主要内容如下：①首先介绍了课题背景（课题来源、课题的提出和研究目的及意义），然后对论文所涉及到的理论、方法及其研究现状等作了详细阐述，最后总结了论文的主要工作及创新点。I重庆大学博士学位论文②指出信号预处理，尤其是信号消噪对后续特征分析的重要影响，介绍了小波阈值消噪法的原理及实现方法，重点研究了小波阈值消噪法中的主要参数（阈值函数、阈值及小波函数等）的选取方法，最后通过实例验证了该方法的有效性。③阐释了信号相位耦合

7、的特性及高阶统计量方法分析该类信号的优越性，详细介绍并了高阶统计量理论和方法，研究了双谱和切片谱方法，对其不足作了详细分析，提出了小波-高阶统计量分析方法，最后通过实例验证了该方法的有效性。④阐释了冲击信号的特性及高阶时频分布方法分析该类信号的优势，对高阶时频分布的理论和方法作了详细介绍，针对高阶时频分布不足，提出了EMD-WHOS方法，最后通过实例验证了该方法的有效性。⑤阐释了循环平稳信号的特点及循环统计量分析方法的适用对象，指出循环统计量是分析循环平稳信号的重要方法，介绍了循环统计量方法的理论基础，最后研究了一阶和二阶循环