【摘 要】
：
旋转机械在现代工业生产中被广泛地应用,一旦发生故障,会对机械设备的安全生产产生严重影响。因此,对机械设备的旋转部件进行早期故障诊断,避免因设备故障造成各种重大损失具有重要的意义。由于实际生产中,采集的设备故障信号往往具有非线性和非平稳性特点,给全面有效地提取信号的代表性特征带来了很大的挑战。针对这一问题,本文提出基于并行神经网络与集成学习的旋转机械故障诊断方法,论文的主要研究内容如下:首先,在分析
论文部分内容阅读
旋转机械在现代工业生产中被广泛地应用,一旦发生故障,会对机械设备的安全生产产生严重影响。因此,对机械设备的旋转部件进行早期故障诊断,避免因设备故障造成各种重大损失具有重要的意义。由于实际生产中,采集的设备故障信号往往具有非线性和非平稳性特点,给全面有效地提取信号的代表性特征带来了很大的挑战。针对这一问题,本文提出基于并行神经网络与集成学习的旋转机械故障诊断方法,论文的主要研究内容如下:首先,在分析国内外研究现状的基础上,针对卷积神经网络全连接层参数过多的问题,提出了基于全局平均池化的改进一维卷积神经网络模型（Improved one-dimensional Convolution Neural Network,I1DCNN）。由于I1DCNN的卷积运算过程更倾向于提取信号的局部特征,而深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）的全连接结构特性更有利于提取信号的全局特征,基于此,提出了一种基于I1DCNN和DNN的并行神经网络结构模型。然后,结合深度学习和信号处理技术融合能更好提取信号的有效特征,本文进一步对并行神经网络的DNN分支进行了优化;同时,针对神经网络训练过程中可能出现的异常结果造成对模型性能的误判问题,引入了集成学习方法更加全面有效地提取信号的代表性特征,构建了基于并行神经网络和集成学习的旋转机械故障诊断模型,并对其训练策略进行了分析。最后,分别以凯斯西储大学轴承数据集、一级齿轮箱齿轮数据集进行了实验研究,设计了深度神经网络、并行神经网络、并行神经网络与集成学习模型等一系列对比实验,验证了所提模型结构设计的有效性,并具有更高的识别精度和更稳定的性能。
其他文献
外骨骼机器人是一种穿戴在人体身体外部的机电设备,可为人体提供保护、助力、支撑等功能,还能够基于人的意识或人体信号完成一些任务。传统的下肢外骨骼机器人多是刚性结构,有自重大、柔顺性差、穿戴舒适性差等缺点,可以通过柔性设计解决部分问题,但是针对柔性下肢外骨骼机器人的感知、控制的算法研究内容相对较少,尚未形成成熟的体系,因此针对柔性下肢外骨骼机器人的研究具有重要现实意义。结合研究现状,本文设计了一种柔性
随着机器人技术的发展,机器人的应用领域越来越多,对机器人的要求也越来越严苛,尤其是在适应性和柔顺性方面,传统的刚性机器人已经不能满足该技术要求。而软体机器人基于自身材料和结构的特殊,可以改变自身的形状,从本体上比刚性机器人在复杂环境下更具适应性和安全性,因此软体手的发展是目前研究的热点话题。由于软体手具有很高的柔顺性,运动过程中自身结构会带来非线性的大变形,使得软体手的位置预测有一定难度,所以本文
在舰船浮筏隔振系统中,筏架起到支撑机组设备的作用,由于传统钢质筏架的阻尼小,在浮筏隔振系统设计时通常没有考虑筏架阻尼对振动能量的耗散,仅将其作为提供惯性的中间质量看待。如果同时考虑筏架的阻尼,将其看作一个通过阻尼耗散能量的装置,筏架的阻尼会明显提高系统减振效果。碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）相较于传统的金属材料,除了具备轻质高强、高模
电容式换能器可广泛应用于通讯、医学、工业和军事等领域,近年来,基于石墨烯振膜的电容式换能器凭借高灵敏度和宽频响带宽的优势成为研究热点,但是多数研究发现,石墨烯换能器在发射模式中仍存在辐射声压较低的问题,限制了其在声辐射方面的应用。因此,本文提出了一种具有高声辐射性能的石墨烯换能器,通过绝缘层嵌入线圈实现对换能器振膜的静电和电磁共同激励,这种设计提高了换能器的输出声压级,使石墨烯换能器既保持较好的接
随着我国机械制造业的高速发展,传统制造业向智能制造升级已是大势所趋。目前,企业常用的离线测量难以满足智能制造的柔性生产需求,在此背景下,将加工与检测融合的在线测量技术应运而生。在线测量技术有利于减少人工干预,减少重复定位误差和搬运过程,提高检测精度和效率,从而实现智能检测。在进行在线测量之前,需要针对待测工件规划检测方案。国内微小型企业多依赖检测人员进行测点分布和测量路径规划从而生成检测程序,导致
船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,其运行状态对动力装置的稳定运行具有显著的影响。由于船舶推进轴系有大长径比的特点,轴系校中计算是保障其稳定运行的重要手段之一。轴系校中质量直接影响轴承支承特性,进而对轴系整体动力学特性产生影响。因此,研究推进轴系校中状态对轴承刚度及轴系整体动力学特性的影响具有现实意义。本文在轴系校中状态改变引起轴承载荷变化的基础上,建立静压轴承油膜支承刚度模型,分析轴承载荷
直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell,DMFC）具有理论能量密度高、启动温度低、环境友好等优点,是便携式电子产品中最具潜力的新型电池之一。但是甲醇渗透、阴极水淹等问题制约了DMFC的应用和推广。本文重点针对超声雾化供给DMFC在长时间放电条件下和高放电电流密度条件下阴极的水淹现象展开研究,在阴极流场板的表面引入疏水性微槽结构并通过实验研究了微槽结构对于电池性能以及水
随着机器人技术和计算机视觉技术的迅猛发展,具有视觉感知能力的移动机器人可以在生活节奏日益加快的当下协助人们对家中老人、儿童和宠物进行陪护。论文面向室内移动机器人应用平台,构建生物体目标检测与定位系统,重点研究生物体目标检测与跟踪、基于单目视觉的目标定位及机器人运动跟随等问题,以实现机器人对生物体目标的视觉感知与运动跟随。论文的主要工作如下:首先,面向室内移动机器人平台改进了YOLOv4目标检测算法
世界能源问题日益严重,但随着大陆油气田的勘探难度越来越大,目前勘探领域从陆地转向海洋,而自升式平台是海洋油气田勘探中使用最多的海洋平台。齿轮齿条升降系统是自升式平台的核心装置,直接承担平台载荷和外载荷。为保证自升式平台安全作业,防止因齿轮弯曲强度不足或是载荷分配不均导致的重大安全事故发生,齿轮的弯曲强度分析和扭矩监测至关重要。本文的主要研究内容包括:（1）建立了某自升式平台齿轮齿条三维模型,然后对
往复式压缩机是能源行业不可或缺的关键设备,同时也是高能耗设备。工业生产中大量往复压缩机存在需求排气量低于设计排气量的问题,实现这些往复压缩机气量节能调节对企业降低单位GDP产出能耗,削减成本具有重要意义。本文以煤化工行业实现煤间接液化的费托合成装置中常见的双作用往复压缩机——释放气压缩机为研究对象,研究其大湿度、低流量工况下的气量节能调节方法,提出一种本文称为复合气量调节的调节方法。利用计算机数值