大型旋转机械故障预防与诊断系统研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要现代工业应用的故障诊断系统能够解决设备故障的识别问题;安全保护系统能够解决重大事故的预防问题;DCS控制系统能够解决工艺参数的调整问题。但是，工业中仍然缺少柔性故障预防保护系统，不能保障工业设备在最佳工况点和机械状态下运转。本文在综合以上3种主要工业辅助系统的基础上，提出旋转机械故障预防与诊断的观点。首先在充分认识研究对象的运行状态、机械性能、生产需求的基础上，论述了旋转机械故障预防诊断系统的理论设计。整个预防诊断系统由数据采集，数据分析处理、结论推理，控制机构三大部分构成。通过此系统消除故障诱因，保障设

2、备最长时间地连续健康运转。构建的试验系统研究了工质状态与机械状态的关系。试验系统以工厂实际应用的气压机为核心，辅加自编软件，通过多次变工况试验，取得大量可靠数据。自编软件包含A/D卡振动数据采集和RS232串口缓变数据采集，以VC调用MatlabC数学函数库的方式编写信号处理模块，并使信号处理结果都以图形方式表达。通过大量图形的对比分析，本文明确了主轴机械状态随压缩机入口流量变化的定性关系。本文的另一重点是数据分析处理。以Matlab为数据分析工具，研究了主轴振动、轴瓦温度、喘振的神经网络预测，同时通过快速傅立叶变换与小波分析方法的

3、结合应用，探讨了气压机旋转失速征兆在主轴径向振动的表现，完整地分析了失速从初始征兆到稳定阶段的过程。此外探讨了小波分析在信号长周期趋势分析、单一频率提取和信号消噪等方面的应用。关键词:旋转机械:故障预防;数据采集:信号处理;小波分析:神经网络大型旋转机械故障预防与诊断系统研究StudyonFaultPreventionandDiagnosissystemofLarge-scaleRotaryMachineryAbstractFaultdiagnosissystemusedinmodernindustrycansolvetheprob

4、lemofmachineryfaultidentification.Safeguardsystemcansolvetheproblemoffatalaccidentprevention.DCScansolvetheproblemoftechnicalparameteradjust.Butthereisnosuchflexiblefaultpreventingandprotectingsysteminmodemindustrythatmachineryisn'tinthebestconditioninoperation.Basedon

5、themain3kindsofindustry-aidedsystems,theopinionoffaultpreventionanddiagnosisofrotarymachineryispresented.Basedonsuficientstudyofworkingcondition,mechanicalpropertyandproductrequirementoftheresearchobject,thetheorydesignoffaultpreventionanddiagnosisofrotarymachineryispr

6、esentedinthispaper.Thewholesystemincludesthreeparts:datacollection,dataprocessandconclusiondeduction,andcontrolsystem.Thesystemterminatesfaultinducementandmakesmachinesruncontinuouslyaslongaspossibleinhealthystate.Therelationshipbetweenmaterconditionandmechanicalstatei

7、sprovedbyexperimentsystemweconstructed.Theexperimentsystemusesaircompressorascore,addingsoftwareweprogrammed.Lotsofcredibledataareobtainedbymultipletestsundervariousconditions.ThesoftwareincludesvibrationdataacquisitionwithA/DcardandpropertydataacquisitionwithRS232seri

8、escommunication,executingsignalprocessmodulebymeansofVClinkingMatlabCmathematicsfunctiondatabase,transferringthesigna