离心通风机故障诊断方法及失速预警研究

【摘要】风机属于通用机械范畴,在国民经济各部门都有广泛应用。作为发电厂烟风系统的动力源,风机运行状况是影响电厂的安全、经济运行的重要因素之一。因此,开展风机故障诊断研究,保障风机安全可靠的运行,有着重大的意义。本文以G4-73No8D风机为研究对象,进行风机故障诊断及旋转失速预测研究。主要研究内容及成果如下：(1)离心风机故障模拟实验研究及故障样本库的建立。基于G4-73No8D离心通风机实验台,实现了风机典型机械振动故障和旋转失速故障模拟,并建立了高速数据采集系统进行数据采集,建立了故障样本库。机械振动故障状态包括不同严重程度、不同发生部位情况下的不平衡、不对中、松动、碰摩等故障状态；失速故障包括不同导流器开度工况下,风机从正常运行状态到强失速状态的渐进过程。(2)基于小波包及信号复杂度分析的风机智能故障诊断模型研究。实现了振动信号样本熵特征、符号动力学信息熵特征、小波包能量特征、小波包奇异值特征的提取,并对每种特征各自的特点进行了分析,发现不同故障状态下的特征均具有一定的可区分性,为智能故障诊断提供了基础。改进了智能诊断方法,针对神经网络易陷入局部极小、收敛速度慢,SVM模型参数不易选择的问题,提出用增加动量项和自适应调节学习率优化的BP神经网络和粒子群算法改进SVM作为故障分类器,建立了智能故障诊断模型。结果显示,基于复杂度分析和小波包分析的智能诊断模型能够对风机故障进行准确诊断,且计算效率较高。(3)基于SDP分析和图像匹配相结合的风机故障诊断方法研究。实现了风机各类运行状态下振动信号的SDP变换,得到了不同运行状态振动信号的SDP图,反映了振动信号的特征,体现出风机不同运行状态之间的区别；建立了故障模板图,实现了未知故障SDP图与故障模板图之间的图像匹配,确定了未知故障的种类；对基于单模板、多模板和聚类模板的图像匹配效果进行分析,结果显示基于聚类故障模板图像匹配效果最佳,在保证了匹配准确率的基础上,不增加额外计算量。(4)基于相空间变换和支持向量回归机的风机旋转失速预测模型研究。以风机从正常状态到强失速状态的渐进信号训练风机失速预测模型,以相空间变换的方法提取信号特征,挖掘出隐藏在一维时间序列中的本质规律,为回归研究提供更充实的信息；以SVR作为回归模型,实现了旋转失速的实时预测,并基于小波分析的方法检测出失速起始点。基于多步预测技术,建立了旋转失速预测模型,实现了提前五步预测失速起始点,满足了失速预警的时间需求。
【作者】许小刚；
【导师】王松岭；
【作者基本信息】华北电力大学，热能工程，2014，博士
【关键词】离心通风机；智能诊断；图像匹配；旋转失速；实时预测；

【参考文献】
[1]刘佳.专用矿区对外交通公路连接线方案研究[D].长安大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[2]姚俊,唐广波,刘正东,马宝国.棒线材热连轧过程综合数值模拟系统的开发及应用[J].冶金自动化,2010,05:24-29.
[3]骆安娜.零售过程整合对零售商权益的影响机理的研究[D].武汉纺织大学,企业管理,2014,硕士.
[4]程岩.多线阵CCD图像获取及其在汽车底盘异物检测系统中的应用[D].河南科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[5]凌健,陈飞,谢玲霞.我国“985”高校校长团队的人口特征分析[J].经营与管理,2013,08:134-137.
[6]张衡才.温针灸结合电针治疗肝肾亏虚型膝骨关节炎的临床观察[D].湖南中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[7]莫淼.miR-590-3p靶向调控TFAM对膀胱癌的抑制作用及其相关机制的研究[D].中南大学,临床医学,2013,博士.
[8]李建国.人民币国际化制约因素及推进措施[D].东北师范大学,世界经济,2014,博士.
[9]童星.介质阻挡放电等离子体脱除沼气中氧气和硫化氢的实验研究[D].浙江工业大学,2013.
[10]许曼.征地过程中土地红利的分配正义问题研究[D].湖南师范大学,政治学理论,2014,硕士.
[11]王冠.实测海杂波背景下基于分数低阶统计量的相干信源DOA估计方法研究[D].吉林大学,模式识别与智能系统,2014,硕士.
[12]税永波.气固声热耦合的汽车排气消声器性能研究[D].西南交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[13]高云飞.近代东北基督教教会医院研究[D].辽宁大学,中国近现代史,2012,硕士.
[14]田海涛.级联三相桥并网逆变器的调制策略研究[D].重庆大学,电气工程,2014,硕士.
[15]莫世佳.基于Icepak的单板热设计方法研究[D].杭州电子科技大学,电路与系统,2013,硕士.
[16]卫泽峰.抗绿脓杆菌的活性物质筛选及其有效成分分析[D].重庆理工大学,微生物与生化药学,2012,硕士.
[17]冯萍.大连Y企业（日资）薪酬优化方案研究[D].兰州理工大学,企业管理,2013,硕士.
[18]孙浩.二氢吡啶衍生物的合成及修饰[D].中南民族大学,有机化学,2013,硕士.
[19]张淑英.我国上市公司利润质量分析与对策研究[D].西南农业大学,会计学,2004,硕士.
[20]李维健.B2C电子商务模式下物流配送路径优化问题研究[D].北京交通大学,2007.
[21]郭兵.永磁同步发电机的电磁场分析[D].青岛大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[22]王继文.顺德时代大厦营销策略研究[D].西安理工大学,工商管理,2003,硕士.
[23]汤健彬,施一明,庄建国,金建祥,赵鹏程,王骥程.现场总线技术与现场总线控制系统[J].冶金自动化,1999,01:38-42.
[24]李德文.甘蓝型油菜隐性核不育亲本材料的遗传多样性分析及杂种优势研究[D].西南大学,作物遗传育种,2013,硕士.
[25]梁译文.台湾地区高校德育现状及其对内地高校的启示[D].吉林大学,学科教学,2014,硕士.
[26]鲁忠沂.基于RBF神经网络和小波变换的管道泄漏检测技术研究[D].东北大学,电力电子与电力传动,2010,硕士.
[27]饶远红.两种化学修复剂对重金属污染土壤酶活性的影响研究[D].湖南大学,环境工程,2011,硕士.
[28]胡道位.帕斯卡尔《思想录》读解[D].扬州大学,马克思主义哲学,2012,硕士.
[29]李颖.海珠消癖丸对肾虚冲任失调型乳腺增生病的临床治疗研究[D].黑龙江省中医药科学院,中西医结合临床,2013,硕士.
[30]李建功.喜看太——呼微波线路数字化改造[J].内蒙古广播与电视技术.2002(04)
[31]何霞.东南亚四国电信管制及最新发展[J].世界电信.2002(02)
[32]马新成.黄河上游秋季对流云降水特征的观测分析和数值模拟研究[D].中国气象科学研究院,大气物理与大气环境,2004,硕士.
[33]汤永庐.当前中国民间借贷法律规制的研究[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[34]张文甲.光栅外腔可调谐半导体激光器的外腔反馈特性研究[D].华中科技大学,光电信息工程,2013,硕士.
[35]徐荣伟.TGF-β1、VEGF表达与大肠癌侵袭转移及预后的关系[D].山东大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[36]智文秀.Ag/PPY/Fe_2O_3复合纳米粒子的合成及催化性能研究[D].东北大学,无机化学,2010,硕士.
[37]梁嘉俊.电梯运行振动原因及减振方法探讨[J].电子制作,2015,03:39.
[38]田力.钐掺杂氧化铈—碳酸盐复合电解质的优化和电性能研究[D].天津大学,工业催化,2013,硕士.
[39]李鸿.我国海洋执法法律依据研究[D].湖南师范大学,国际法学,2014,硕士.
[40]沈建国,陈宇,张海澜,袁福文,张济祥.SKC-B大数控声波全波测井仪的数值研究[J].石油地球物理勘探,2002,02:149-153+200.
[41]邢春玉.投资项目财务效益后评价研究[D].天津财经大学,会计学,2012,硕士.
[42]赵野.PDP行驱动芯片用高压DMOS器件SPICE宏模型研究[D].东南大学,2007.
[43]亢毅.利用秸秆资源开发农村建筑墙体材料制品的研究[D].兰州理工大学,结构工程,2014,硕士.
[44]徐丽梅.构建适应市场经济环境的医疗保障制度[D].吉林大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[45]赵世昌.西藏高寒牧区人工牧草需水规律及灌溉管理决策研究[D].内蒙古农业大学,农业水土工程,2013,硕士.
[46]张凯.CCSDS标准Turbo码译码器设计及实现[D].北京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[47]科学导报记者耿倩.创新不能靠外部的转移[N].科学导报,2014-12-19A04.
[48]李明月.响应面法优化乙酸乙酯催化精馏过程参数[D].大连理工大学,化学工程,2013,硕士.
[49]董晓丽.哈贝马斯政治公共领域思想研究[D].辽宁大学,马克思主义哲学,2014,博士.
[50]马晓玲.薄弱学校发展的关键性因素探究[D].内蒙古师范大学,教育管理（专业学位）,2013,硕士.