液壓鉆機信號采集與故障診斷系統(tǒng)的研究.pdf

1、論文題目：液壓鉆機信號采集與故障診斷系統(tǒng)的研究專業(yè)：控制理論與控制工程碩士生：張明哲（簽名）指導教師：杜京義（簽名）摘要隨著我國工業(yè)化程度的不斷提高，對能源特別是煤炭的需求也逐漸加大，然而全國50%左右的煤礦是高瓦斯礦井，瓦斯突出是煤礦安全生產(chǎn)的嚴重威脅。瓦斯抽放是防治瓦斯突出和爆炸等煤礦事故的根本措施，進行瓦斯抽放的核心設(shè)備是液壓鉆機。對液壓鉆機進行信號采集與故障診斷，是保證液壓鉆機正常工作，避免生產(chǎn)事故與經(jīng)濟損失的有效手段。論文采用

2、虛擬儀器技術(shù)、粒子群優(yōu)化技術(shù)與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對液壓鉆機信號采集與故障診斷系統(tǒng)進行了研究。首先，完成了硬件平臺的整體方案設(shè)計。在對液壓鉆機的工作原理與故障機理分析研究后，確定了所需采集的液壓鉆機特征信號，并對相應(yīng)的傳感器和數(shù)據(jù)采集卡進行了分析與選型，同時對信號調(diào)理與硬件抗干擾措施進行了闡述。其次，采用虛擬儀器技術(shù)對液壓鉆機的信號采集軟件進行了開發(fā)設(shè)計。軟件包括用戶界面模塊、信號采集功能模塊、信號處理功能模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊等，實現(xiàn)了液

3、壓鉆機特征信號的采集、濾波、標度變換、實時數(shù)值顯示、實時波形顯示、頻域分析、報警顯示以及數(shù)據(jù)庫訪問。再次，在硬件平臺上，對液壓鉆機進行了傳感器的安裝與系統(tǒng)調(diào)試，并使用液壓鉆機信號采集軟件進行了液壓鉆機信號采集實驗。實驗結(jié)果表明，硬件平臺工作正常，信號采集軟件各項功能達到設(shè)計要求。最后，提出并實現(xiàn)了基于粒子群優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對液壓鉆機的故障診斷。將粒子群優(yōu)化技術(shù)與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，通過分析液壓鉆機的故障類型，建立了故障診斷模

4、型；采用LabVIEW與MATLAB混合編程，完成了算法與故障診斷模塊的設(shè)計。與標準RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的對比分析表明，粒子群優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法不僅實現(xiàn)了液壓鉆機的故障診斷，而且診斷正確率更高。論文對液壓鉆機信號采集與故障診斷系統(tǒng)的研究，有效地提高了液壓鉆機Subject:ResearchonSignalAcquisitionFaultDiagnosisSystemfHydraulicDrillRigSpecialty:Control

5、TheyControlEngineeringName:ZhangMingzhe(signature)Instruct:DuJingyi(signature)ABSTRACTWiththeincreasingindustrializationlevelofChinathedemfcoalenergygraduallyincreased.Howeverabout50%ofthewholecountry’scoalminesarehighga

6、sminesgasoutburstisaseriousthreattocoalminesafetyproduction.Thefundamentalmeasuretopreventtheaccidentsofgasoutburstexplosionisgasdrainagetheceequipmentishydraulicdrillrig.Signalacquisitionfaultdiagnosisfhydraulicdrillrig

7、isaneffectivemethodtoensurenmaloperationavoidproductionaccident.InthispaperthevirtualinstrumentparticleswarmoptimizationRBFneuralwkarecombinedtoresearchasignalacquisitionfaultdiagnosissystemfhydraulicdrillrig.Firstlytheh

8、ardwareplatfmisdesigned.Throughtheanalysisofthehydraulicdrillrigoperationalprinciplefailuremechanismthefeaturesignalsaredeterminedthesenssdataacquisitioncardareed.Meoverthesignalconditioningantiinterferencemeasuresareexp

9、ounded.Secondlythehydraulicdrillrigsignalacquisitionsoftwareisdesignedusingvirtualinstrument.Userinterfacemodulesignalacquisitionmodulesignalprocessingmoduledatabasemoduleareincludedinthesoftware.Thefeaturesignalsareacqu

10、iredfilteredscaletransfmationrealtimenumericaldisplayedrealtimewavefmdisplayedfrequencydomainanalysedalarmdisplayedsavedindatabase.Thirdlythehydraulicdrillrigfeaturesignalsacquisitionexperimentsaredoneonthehardwareplatfm