抄纸设备故障诊断专家系统的开发

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1、技术进步Technology●机械设备●提提要：辊子、轴承、联轴器、齿轮箱是抄纸机的典型部件。它们的运行情况，对工厂的安全稳定运行有重要的影响。因此，通过各种手段对旋转机械进行状态监测和故障诊断，具有极其重要的意义。本文探讨了利用智能技术特别是专家系统来进行旋转机械的时域幅值谱、频域功率谱及倒频谱分析，从而进行故障诊断的方法和途径。关键词：FFT；IFFT；时域；频域；倒频抄纸设备故障诊断专家系统的开发■刘宝龙耀彭轩戈（陕西科技大学计算机与信息工程学院陕西咸阳712081）专家专家系统是为了解2故故障诊断的数学原理

2、决具有专家级水平问题的计算机程序系统。它采2.1傅傅立叶变换取一定的策略，具有相当专家对于非周期信号来说，傅立叶变换是进行频率结构数量的权威性知识，具备分析的重要工具，它可以辨别或区分组成任意波形的一学习功能，并且能够运用些不同频率的正弦波和它们各自的振幅。对傅立叶变换知识进行推理来解决在有:通常情况下一般人难以∫+∞-jωtdt=∫+∞x(t)e-j2πftdtF(ω)=-∞x(t)e-∞解决的问题。专家水平的工作意味着主治医生作专家对傅立叶逆变换有:出诊断和治疗的水平，主刘宝龙，硕士，讲师。x(t)=1/2π∫

3、-+∞∞F(ω)e-jωtdω=∫-+∞∞F(f)ej2πftdf任工程师或富有经验的人员从事工程科学或管理工作的水平等。专家一般以FFT表示傅立叶正变换，以IFFT表示其逆变换。傅立叶变换是从时域到频域，或者从频域到时域的信1设设备常见的故障类型及其振动信号分号转换，并无信息丢失，只是其表示方法不同。傅立叶变析的特征表1旋旋转设备的特有频率特征专家所有旋转运行的设备，当某一部分有故障特征频率常伴频率振动稳定性时，都会产生特有的频率。如表1所示。专家这就是我们搜集到的专家的知识经验，那转子不平衡1X稳定转子弯曲1X

4、2X稳定么怎样才能获得这些频率特征呢？在实验室，转子不对中2X1X,3X稳定模仿纸机部件结构作一套部件，采用加速度传油膜涡动≤1/2X1X较稳定感器和数据采集卡利用计算机软件触发采集油膜振荡≤1/2X组合频率不稳定旋转失速组合频率振幅大，幅度波动正常车速下的稳定信号，如图1。采集后形成一喘振超低频1X不稳定个数据文件，然后利用另一个分析软件读取该转子与静件摩擦高次，低交及组合谐波1X不稳定数据进行分析。可实现时域波形再现，频域功转子过盈不足＜1X1X不稳定率谱和倒频谱，进而根据专家的规则进行分转轴有横向裂纹2X2X

5、,3X等不稳定转子支承联接松动基频及分数谐波2X，3X不稳定析。此系统可用以分析纸机中各种辊子、烘缸、齿轮箱、联轴器的缺陷和装配以及润滑问题。注：X表示转子频率。42第25卷第8期2004年8月Technology技术进步图2实硬件连接图4.1傅信号采集及数据保存图1实实验装置图1-变频器变2-基础板变3-电机变4-减速箱变5-联轴器变6-轴承座变对于数据采集是采用PCL818L实现，由于Windows的进7-辊体变8-传感器变9-采集卡接线板变10-PC机程调度是基于分时原理，所以采样频率无法达到系统的换有一些性

6、质，如线性叠加，对称，时间展缩，频率展缩，要求，因此数据的采集我们采用C语言编程实现。由于我时间位移，频率位移，微分特性和积分特性等。这些性质们对采集的信号样本采用256个数据进行分析，所以无法在实际工程应用中经常用到，常常能起到简化计算，明晰直接存储在数据库中，因此，首先将原始数据存入一个二物理过程的作用。进制文件中，然后在数据库中对该文件进行索引，实现了2.2傅倒频谱历史样本的查询、记录的功能。软件与数据库的连接采用专家所谓倒频谱其实质为频域信号的傅氏再变换。对功ADO技术，这样可以实现在网络环境下该软件的运行

7、，率谱作倒频变换，其根本原因是在倒频谱上可以较容易而无需将原始数据集中在同一台计算机中。ADO的连接地识别信号的组成分量，便于提取其中我们所关心的信语句如下：号成分。对于cn:=CreateOleObject('ADODB.Connection');对于对于复杂的频域波形，取其对数后再作倒频域变换，对于cn.open('Driver={MicrosoftAccessDriver(*.使其在能量上再次分解和集中，这就能及时识别出在频mdb)};DBQ=d:designtest.mdb。域中所难以鉴别的信息，例如，

8、用倒频谱来分析和研究功对于DriverId=25;FIL=MSAccess;MaxBufferSize率谱中的谐频的边频，将可得到较清晰地显示。=2048;PageTimeout=5;UID=admin;');对于以上的语句实现和数据库的连接，数据的读出采用Cx(τ)=∫+∞lnSx(f)ej2πfτdf-∞以下的语句：式中τ——倒频率，与自相关函数Rx(τ