基于可拓理论机械设备故障诊断方法的研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringStudyonFaultDiagnosticofEquipmentsBasedonExtensionTheoryAThesisinMechanicalDesignandTheorybyYaoYaoAdvisedbyProf.ChenBingfaSubmittedinPartialFulfillment

2、oftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2013承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密

3、后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着科学技术的进步与生产的发展，故障诊断已成为机械产品维修维护的重要环节，机械设备一旦发生故障，其对生产以及人的生命财产安全造成的影响难以估算。机械运行的安全性和可靠性不仅取决于其设计和制造的完善性，还取决于机械设备的安装、运行状况、维修和诊断措施等，其中状态监测是故障诊断的重要组成部分，对系统进行准确的状态判断和健康分析是对故障进行预防和防止的有效手段，它提高了机器运行的可靠性和安全性。以往的故障诊断大多依赖于故障发生的历史和人的经验，随着机

4、械设备日益大型化，复杂化，有必要用先进的理论和方法使故障诊断更为客观、准确。为此，本文将可拓理论引入到机器维护中，针对机械设备的故障预测及诊断进行研究。论文综述了国内外故障诊断技术研究的发展现状和存在问题，通过引入可拓理论方法，对机械设备的运行状态及故障状态进行分析。可拓学具有形式化、逻辑化和数学化的特点，并且以矛盾问题的智能化处理为研究内容，为故障预测和诊断提供了一种形式化、模型化、定性和定量相结合的方法。论文给出了一种基于可拓理论的状态监测及故障预测方法，该方法借助可拓学原理建立设备所处状态的预测模型，

5、对监测数据进行形式化描述，采用可拓理论关联函数对系统运行状态进行分析，及时掌握系统运行状况，改变了以往只能发生问题后再去解决的事后维修模式，并通过实例验证了该方法的可行性和有效性。文中提出了一种结合灰色关联分析的可拓故障诊断方法，该方法通过结合灰关联理论和可拓理论原理建立故障诊断模型，并根据指标数据序列生成原理对数据进行规格化处理，弥补了可拓故障诊断就样本小、数据缺失等问题造成准确率低或无法解决的不足，通过增大故障诊断信息空间，获得了更精确的关联度分析，为解决故障诊断问题提供了新思路。通过实例验证了该方法的

6、准确性和有效性。在上述理论研究的基础上，设计开发了针对机械设备故障预测和诊断的原型系统，实现了机械设备故障预测及诊断的计算机辅助分析。关键词：可拓理论，机械设备故障，故障预测，故障诊断，灰色关联分析I基于可拓理论的机械设备故障诊断方法研究ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnologyonproduction,thefaultdiagnosishasbecomeanimportantpartoftherepairandmaintenanceofmachiner

7、yproducts.WhentheEquipmentbreakdown,theloseofproductionandpeople'slifeisdifficulttoestimate.Thetraditionalfaultdiagnosismethodcannotmeettheincreasinglycomplexequipments’normalrunningandtheintelligentfaultdiagnosistechnologyhasbecomethenewfaultdiagnosishots

8、pots.Conditionmonitoringisanimportantpartofthefaultdiagnosis.Itcanincreasesthereliability,safetyandeffectivenessofthemachinerunning.Duetothelackofconditionmonitoringandhealthanalysisoftheequipmentsinthedailyo