多重分形信号特征提取及在往复压缩机故障诊断中的应用

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1、ｍｍ＾分类号：ＴＥ９７４单位代码：１０２２０ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＴ＾．ｊ硕：ｔ研究生学位论文论文题目：多重分形齡慨提取及错复压雜故障诊＂断中的应用ＢＩｐ＾硕：ｔ生：李颖ｍｌ＾ＫＦ—端导教师王金东教授ｉ学科专业：动力工程及工程热物理．．－．Ｍ，ａＫ研究方向：化工过程化械■学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。据我所知，除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含其

2、他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。延热Ｊ－１：日期作者签名：学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借、、阅，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文，可公布论文的全部或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕±学位论文全文数据库》、《中国博ｄｒ学位论文全文数据库》和编入《中国知识资

3、源总库》。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名：這紋论文指导教师签名：指导小组成员签名：ThesisfortheMasterdegreeinEngineeringMultifractalsignalfeatureextractionanditsapplicationinfaultdiagnosisofreciprocatingcompressorCandidate:LiYingTutor:WangJindongSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermop

4、hysicsDateoforalexamination:9thJune.2015University:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学硕士研究生学位论文多重分形信号特征提取及在往复压缩机故障诊断中的应用摘要往复压缩机广泛应用于石油﹑化工等工业生产中，并成为工业装置中的核心设备。目前，往复压缩机状态监测与故障诊断技术，已成为国内外故障诊断领域的研究热点问题，而特征提取又是其故障诊断技术中的难点之一。针对具有非线性﹑非平稳特性的往复压缩机振动信号，本文提出了运用多重分形的方法，对其进行局部奇异特性量化描述，

5、并采用了新的故障识别方法进行故障分类识别，结果表明，此方法能够有效地对往复压缩机常见故障进行诊断，并为往复压缩机故障诊断研究提供了新的思路。首先，通过查阅大量文献资料，对目前往复压缩机的故障诊断技术研究现状进行了综述，提出了本文的研究构想。在对往复压缩机的基本结构、工作原理进行简要概述的基础上，着重对主要零部件的常见故障形式及其故障机理进行了深入分析。其次，针对往复压缩机振动信号的非线性特性，本文提出采用多重分形的方法对其进行故障特征提取，主要介绍了分形和多重分形理论及基本算法，在此基础上，提出多重分形去趋势波动分析（MF-DFA）理论，

6、并对往复压缩机气阀故障振动信号进行分析，验证了MF-DFA方法在往复压缩机振动信号特征提取方面的有效性。而后，对于采用MF-DFA方法，提取出的往复压缩机故障特征向量参数而言，选用一般常见的故障识别方法，存在故障识别率低﹑模式状态相互混淆难以区分等问题，引用了一种新的故障识别方法——增量学习KNNModel算法（IKNNModel)。通过与其他故障识别方法比较，证明了此方法在往复压缩机故障分类识别方面具有明显的优越性。最后，将多重分形去趋势波动分析理论和增量学习KNNModel算法结合起来，从往复压缩机故障特征提取与识别的角度出发，详细阐

7、明了往复压缩机振动信号数据预处理﹑故障特征提取﹑故障特征参数优选和故障特征识别等关键问题，提出了一套完整的基于MF-DFA与IKNNModel算法的往复压缩机故障诊断方法。对2D12型往复压缩机常见故障实测数据的分析表明，该方法可准确提取故障特征，且可准确识别故障类型，为往复压缩机故障诊断提供了新的研究途径。关键字：MF-DFA；IKNNModel；往复压缩机；特征提取；故障诊断II东北石油大学硕士研究生学位论文Multifractalsignalfeatureextractionanditsapplicationinfaultdiagn

8、osisofreciprocatingcompressorABSTRACTReciprocatingcompressorsarewidelyusedinthetransportationofp