【摘 要】
：
工业大数据环境下,受云中心计算能力和数据传输带宽的制约,降低了滚动轴承云平台在线检测系统的数据处理效率和实时性。针对这一问题,提出一种基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统。该系统采用分层递进模式,将训练测试好的连续隐马尔科夫模型（Continuous Hidden Markov Model,CHMM）布置在边缘层,对滚动轴承的振动信号提取时/频域特征,用随机森林算法进行特征重要性评估,建立敏感特征集
【基金项目】
：
2019山西省留学回国人员科技活动择优资助项目“高速电主轴的智慧监测与故障诊断技术研究”； 2019年山西省回国留学人员科研资助项目“AI技术在智能制造领域的应用与人才培养（HGKY2019087）”；
论文部分内容阅读
工业大数据环境下,受云中心计算能力和数据传输带宽的制约,降低了滚动轴承云平台在线检测系统的数据处理效率和实时性。针对这一问题,提出一种基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统。该系统采用分层递进模式,将训练测试好的连续隐马尔科夫模型（Continuous Hidden Markov Model,CHMM）布置在边缘层,对滚动轴承的振动信号提取时/频域特征,用随机森林算法进行特征重要性评估,建立敏感特征集并输入模型,在边缘层进行状态监测和初步故障诊断。通过上传故障数据至云层,进行包络谱分析,做出最终判断和维修安排。通过滚动轴承实测信号对该系统进行了分析验证,结果表明该系统具有较高的稳定性和识别准确率,具备满足实时性要求的性能,提高监测效率。本文主要工作为:（1）理论分析基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统的可行性通过对滚动轴承的智能故障诊断方法、边缘计算、隐马尔科夫模型等进行理论建模,将它们有机的进行结合,搭建了基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统,实现在边缘层进行无效数据剔除、轴承状态的监测和故障状态的分类。（2）研究不同特征评估方法对CHMM模型故障分类效果的影响研究了随机选取、随机森林算法、补偿距离评估技术三种方法提取的敏感特征对CHMM模型故障分类效果的影响。综合分析收敛速度、诊断准确率、分类离散度三方面的影响,最终选择建立基于随机森林的CHMM诊断模型。（3）基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统的Lab VIEW实现将基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统在Lab VIEW中进行了实现,对终端层、边缘层、云层相对应的各个功能模块进行了搭建,并用滚动轴承的实测信号对各个模块进行了验证,结果表明,该系统能够稳定、高效的实现对滚动轴承的状态监测和故障位置的判断。通过理论分析与研究,建立了基于边缘计算的滚动轴承在线监测系统,该系统不仅可以实现轴承的实时状态监测与故障诊断,且具有高实时性、高稳定性、识别速度快等优点,具有很好的应用前景。
其他文献
随着经济的发展、社会的进步,激光技术日趋成熟,基于激光光谱测量的气体检测技术越来越受到人们的重视,激光光谱在痕量气体检测中的应用越来越广泛。其中,由于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术可以连续在线检测痕量气体分子的浓度,因此在大气环境监测、工业控制、燃烧诊断、及医学诊断等领域中,TDLAS技术逐渐取代传统的电化学检测方法。直接吸收光谱装置简单,可直接通过反演得到待测气体的浓度而不必进行繁琐
储能和动力电池在当前能源使用格局中占据着重要一环,目前广泛使用的高性能锂离子电池能量密度（280Wh/kg）已接近其极限（350 Wh/kg）,迫切需要发展能量密度更高的二次电池。由于硫具有高的比容量（1675m Ah/g）且廉价易得,以硫为正极活性材料与金属锂负极构成的锂硫电池,其理论能量密度达2600 Wh/kg,成为替代锂离子电池的下一代二次电池的重要候选者之一。然而,锂硫电池在实现实际应用
热轧带钢表面不可避免生成氧化皮,在冷轧前传统去除氧化皮工艺（又称除鳞）主要依赖于酸洗,随着酸洗工艺因污染环境等缺点逐渐被环保的无酸除鳞工艺取代,为了给无酸除鳞工艺提供准确的工艺参数,对于氧化皮断裂性质的认识就极为重要。而氧化皮微结构在外部载荷作用下的动态演变过程是该研究领域的关键科学问题。本文主要利用分子动力学模拟,研究和分析拉伸状态下单晶和多晶FeO/Fe界面在纳观尺度下的损伤与破坏过程中的微力
在我国的能源结构中,煤炭仍将会占据重要地位。随着科学技术的发展,综合机械化采煤法已经广泛应用于煤矿生产中。现场实践表明,不同的开采参数对工作面顶板下沉量、最大支承压力、顶板破坏高度都有不同的影响,从而导致顶板压力变化,顶板支护问题突出。本文针对上述问题展开研究,探明不同开采参数对顶板岩层移动规律的影响,以完善矿山压力与岩层控制理论,并用于指导煤矿开采实践,从而保证矿井生产安全、高效的进行。以沙坪煤
二十一世纪以来,随着新型工业的发展,机械制造业正在由国外引进高端技术向自主研发核心迈进,在航空航天、医疗诊治、生活家电、汽车装备等涉及到高精度需求时,大部分零件曲面复杂多样,曲面形状所需精度要求较高,例如汽轮机叶轮叶片、螺旋桨、航空发动机叶轮叶片、汽车模具,这些曲面零件的质量直接影响国家机械行业的发展水平,各种机械制造业中的零件都会涉及到复杂曲面的质量检测,检测加工复杂曲面的质量多涉及到复杂曲面的
随着散装物料搬运技术在理论和实际应用上的持续发展,带式输送机广泛运用于矿山、化工、港口、码头等众多领域,并具有长运距、高带速、大运量的发展趋势。但工程上的带式输送机经常会经过居民住宅、学校、医院等区域,产生的噪声较大,其中间段所产生的噪声为90d B甚至更高。而依据国家相关标准,居民区的噪声标准为55d B。过大的噪声不仅会对会对周边人员产生影响,并最终限制输送机向长距离、高带速方向的发展。托辊是
针对液压挖掘机进行挖掘作业时,所处环境复杂、恶劣,且作业任务繁重,使得操作人员的劳动强度大大增加,因此,很多研究者开始对智能挖掘机的自主挖掘进行研究。而在智能挖掘机自主挖掘的研究中,对挖掘轨迹进行规划是实现自主挖掘的基础,故本文针对液压挖掘机的轨迹规划方法进行了一系列研究。首先,采用机器人学中的分析理论,将液压挖掘机的工作装置D-H参数化,建立工作装置的数学模型,利用运动学理论,分别完成正、逆运动
滚切剪作为生产线钢板轧制的重要装备之一,是现在工业生产中不可缺少的核心设备,其作用主要用于钢板的剪切等。液压系统作为滚切剪中必备设备必须考虑其精准性。滚切剪在剪切过程中主要依靠的是左右两个液压缸,这两个液压缸以不同的速度进行动作,通过两个速度不同的液压缸带动连杆抬起、下落,从而形成合适的剪切角度对钢板进行剪切。在高压、大流量下滚切剪剪切钢板时会出现剪切轨迹无法精确跟踪,滚切剪剪切角变小会造成剪切力
外界扰动使得工程设备发生偏离平衡位置的往复运动,这种运动形式称为振动。在一定条件下,外界扰动引起的振动如不加以有效抑制或隔离,则可能影响工程设备的正常运行,严重时则可能致其失效,因此有害振动的有效抑制或隔离已成为工程设备研发中亟待解决的重要课题。近年来,通过对动物肢体结构以及运动形式的模仿,产生了一系列仿生隔振研究,研究表明仿生设计方法是一种新颖有效的隔振途径。本文通过对袋鼠躯体运动的剖析,从仿生
推轧工艺是一种短流程、高生产率、高成材率的管材轧制工艺,目前工业中常用的管材制备工艺在镁合金管材制备领域中存在诸多弊端,例如常规轧制工艺,其轧制流程过长,镁合金管材在轧制过程中温降较快,导致材料塑性下降,轧制过程难以进行;传统挤压工艺在制备薄壁型管材方面略显吃力;拉拔工艺生成效率低、模具损耗大,加工成本高。而推轧工艺具有短流程、高成材率、高生产率等优势。本文基于ZK60镁合金材料,利用推轧工艺制备