双截面信息融合在故障诊断中应用

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1、第52卷第1期汽轮机技术V0I．52No．12010年2月TURBINETECHN0L0GYFeb．20lO双截面信息融合在故障诊断中的应用董辛雯，韩捷，石来德(1郑州大学振动工程研究所，郑州，450002；2同济大学机械工程学院，上海200092)摘要：讨论了转子运动和单截面信息融合的相关理论，提出了基于双截面信息融合的旋转机械故障诊断方法，建立了基于双截面融合能量谱的旋转机械常见故障诊断BP神经网络模型。模拟实验结果表明：与基于单截面数据的诊断结果对比，将双截面融合应用于旋转机械常见故障诊断，可有效提高故障诊断的准确率。关键词：旋转机械；故障诊断；信息融合；BP神经网络分类号：THI

2、7；TPB06；TB53文献标识码：A文章编号：1001．5884(2010)01-0065-03InformationFusionofTowSectionsandItsApplicationinFaultDiagnosisforRotaryMachineryDONGXin．min’．HANJie，SHILai．de(1VibrationEngineeringResearchInstitute，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China；2MechanicalEngineeringSchool，TongjiUniversity，Shanghai20

3、0092，China)Abstract：Therotormotionandtheinformationfusionofsinglesectionwerediscussed；thefaultdiagnosismethodforrotarymachinerybasedontheinformationfusionoftwosectionswasputforward，andthebackpropagationneuralnetworkmodelwasestablished．Engineeringpracticeindicatedthatthefaultdiagnosisaccuracybased

4、ontheinformationfusionoftwosectionswashigherthanthatbasedontheinformationfusionofsinglesection．Keywords：rotarymachinery；faultdiagnosis；informationfusion；backpropagationneuralnetwork面1)处正交安装电涡流传感器、Y，O。为转轴在截面1处0前言的几何中心(简称轴心)，在转轴的一O：一y截面(简称截面2)处正交安装电涡流传感器：、Y：，O：为转轴在截面2处现代大型旋转机械如汽轮机、发电机、压缩机等，是电的几何中心。

5、O为转子质心，l为截面1到圆盘中心O的距力、冶金、石油、化工、机械、煤炭等国民经济支柱产业中的重离，l：为截面2到圆盘中心O的距离。要设备。研究旋转机械的转子振动特性及信息识别方法，对H▲Lr于安全生产、提高企业的经济效益和社会效益具有非常重要广i的意义。●p-,-Ol口r_目前，对于转子振动特性及信息识别方法一般是基于单通道信息进行的。同时，也产生了一些转子单截面上两个通Zf1：

6、Jt

7、’Z道信息融合的研究成果，包括全息谱。、全矢谱以及全谱j。由于转子的振动属于空间运动，仅仅依靠单通道或单截面信息判断机器的工作状态或故障势必造成误判。本文图1Jefeott转子一滑动轴承系统转子轴心的运

8、动是由若干简谐运动(i：1，2，⋯)组尝试性地提出了一种转子双截面信息融合方法，试图提高旋合而成的稳态涡动。转机械故障诊断准确率，并通过实验验证了其有效性。0。的运动方程可以表达为1转子质心运动图1为一Jefcott转子一滑动轴承系统示意图。对其进行振动状态监测时，一般在转轴的一o，一，，，截面(简称截收稿日期：2009-03-26基金项目：国家自然科学基金资助项目(theNationalNaturalScienceFoundationofChinaunderGrantNO．50675209)；河南省杰出人才创新基金(theOutstandingTalentedPersonInnovat

9、ionFoundationofHenanunderGrantNO．0621000500)。作者简介：董辛曼(1968-)，博士研究生，主要研究方向：机械设备信息融合及故障诊断。汽轮机技术第52卷其中，X。(03)、yl(03)为谐波轨迹在。、Y。方向上的振幅；息分析的不足，能有效提高故障诊断的准确率。。()、。()为谐波轨迹在-、Y方向上的初始相位。但由于各种因素的影响，转子振动在转轴不同截面处的可以证明在谐波下，o。的运动轨迹为一