智能化多規(guī)則油液綜合故障診斷理論及方法的研究.pdf

1、作為機(jī)械設(shè)備摩擦學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷及視情維護(hù)的重要手段，油液分析簡(jiǎn)捷有效、針對(duì)性強(qiáng)，尤其對(duì)于潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)備磨損及油品狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。目前，隨著油液監(jiān)測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛、程度逐步加深，對(duì)其核心信息(如光譜分析、鐵譜分析信息)的特征提取、知識(shí)發(fā)現(xiàn)成為油液分析研究的重難點(diǎn)。當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)的特征提取方面沒(méi)有考慮到采樣和分析時(shí)“噪聲”(數(shù)據(jù)干擾)的影響，在選擇監(jiān)測(cè)手段及其屬性時(shí)主觀性較強(qiáng)，診斷時(shí)過(guò)分依賴專家，往往不可避免地導(dǎo)

2、致分析和診斷的精確性、針對(duì)性、普遍性不夠，嚴(yán)重阻礙了油液監(jiān)測(cè)技術(shù)的有效推廣。鑒于此，本文根據(jù)機(jī)械設(shè)備磨損的特點(diǎn)，結(jié)合油液監(jiān)測(cè)手段及檢測(cè)信息的特點(diǎn)，從信息層及其特征層的多個(gè)角度研究設(shè)備磨損和油品的關(guān)鍵特征，建立了一套較為完整的油液監(jiān)測(cè)多技術(shù)多屬性綜合集成分析與診斷體系及專家系統(tǒng)。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)提高了油液檢測(cè)信息變化過(guò)程的監(jiān)控能力和故障診斷的準(zhǔn)確率。 ⑴在完善傳統(tǒng)理論和方法方面取得了突破，并在探索新理論、方法方面進(jìn)行了研究，取得了

3、成果。根據(jù)油液監(jiān)測(cè)手段及其檢測(cè)信息的特點(diǎn)，應(yīng)用層次分析法、奇異值分解、小波包分析、K-means聚類、粗糙集等理論和方法較為全面地對(duì)油液監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行處理，提取特征、發(fā)現(xiàn)知識(shí)，豐富并發(fā)展了新的油液信息處理技術(shù)。 ⑵通過(guò)對(duì)油液監(jiān)測(cè)手段及其檢測(cè)信息與潤(rùn)滑系統(tǒng)磨損和油品相關(guān)性的深入分析，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用層次分析法分別建立了針對(duì)磨損和油品的油液分析手段及其屬性權(quán)重模型，形成包含各專家偏好信息的判斷矩陣，通過(guò)奇異值分解，充分利用反應(yīng)所有偏

4、好信息的左右特征向量，獲得了油液綜合分析時(shí)監(jiān)測(cè)手段及其屬性在反應(yīng)設(shè)備磨損狀態(tài)和油品時(shí)的權(quán)重排序，從而解決了油液綜合分析時(shí)監(jiān)測(cè)手段及其關(guān)鍵特征屬性的選擇這個(gè)原來(lái)僅憑經(jīng)驗(yàn)判斷的問(wèn)題，使油液分析有章可循，針對(duì)性、診斷力增強(qiáng)，為油液分析診斷標(biāo)準(zhǔn)的建立做好了準(zhǔn)備，并在實(shí)際項(xiàng)目中得到了驗(yàn)證。 ⑶關(guān)于光譜分析磨損狀態(tài)和油品狀態(tài)診斷準(zhǔn)則的建立，指出并驗(yàn)證了常用的傳統(tǒng)三線值法邊界特征過(guò)大的不足，提出了改進(jìn)的方法-改進(jìn)三線值法，即在用小波包降噪原監(jiān)

5、測(cè)信號(hào)后，應(yīng)用降噪過(guò)程確定的更為合適的小波函數(shù)，分解降噪信號(hào)得到關(guān)于磨損狀態(tài)和油品狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)信息和奇異信息，并從中提取特征。在聚類特征方面，通過(guò)K-means法聚類降噪信號(hào)得到輪廓特征和質(zhì)心特征。這樣聯(lián)合改進(jìn)三線值法得到的邊界特征，獲得多線值特征，建立判斷準(zhǔn)則。通過(guò)應(yīng)用對(duì)比，突出了利用原始檢測(cè)信息的傳統(tǒng)“三線值”法的不足，反襯了多線值法更有效、更有實(shí)際意義。另外，從邊界特征、聚類特征、屬性在信息層和特征層的相關(guān)性這三個(gè)方面證明了降噪的必

6、要性。 ⑷根據(jù)應(yīng)用層次分析法獲得的、分析鐵譜各種顆粒信息關(guān)于判斷磨損狀態(tài)和油品時(shí)的優(yōu)先權(quán)重，結(jié)合粗糙集在不完備信息和決策表的應(yīng)用以及設(shè)備的摩擦學(xué)特性，建立了基于分析鐵譜的知識(shí)挖掘模型，通過(guò)對(duì)分析鐵譜信息進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)知識(shí)挖掘，簡(jiǎn)化了磨損狀態(tài)和油品狀態(tài)決策系統(tǒng)的關(guān)鍵屬性，得到了具體簡(jiǎn)潔的診斷規(guī)則。 ⑸根據(jù)機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的客觀需要，深入分析各油液監(jiān)測(cè)手段的優(yōu)缺點(diǎn)、監(jiān)測(cè)信息間的關(guān)聯(lián)性以及不同監(jiān)測(cè)手段組合的功能，建立了多