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分析基于遗传神经网络滚动轴承故障诊断策略生

收藏本文 2024-02-21 点赞:34659 浏览:158104 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在机械设备故障中因为滚动轴承受损而发生故障的概率非常大,滚动轴承的工作情况将直接影响到整个机械设备的运行。滚动轴承故障的诊断策略有很多种,随着科学技术的进展与进步,对滚动轴承检测的实时性和诊断结果、维修案例的准确性等提出了新的要求,这对于滚动轴承故障诊断的探讨具有非常重要的作用。为了能够更好的对滚动轴承故障进行诊断,本论文浅析了当前运用于滚动轴承故障诊断的主要策略,运用当前利用较多的小波浅析论述,对轴承的振动信号进行阈值降噪,并提出了较为合理的新阈值函数,对新阈值函数进行了论述浅析,实验结果表明,新阈值函数对含噪信号的降噪效果,比传统阈值函数的降噪效果更加优越。同时,采取小波包的策略提取轴承故障特点信息,将BP神经网络智能化诊断引入诊断系统中,以小波包提取的特点信息作为BP神经网络训练样本和预测样本。因BP神经网络自身有着易于陷入局部极小值和收敛速度慢等缺陷,采取遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化。优化的BP神经网络可以较好地克服BP网络的缺陷,在滚动轴承故障训练和诊断时,可以找到全局最优值。采取LabVIEW友好界面的开发功能和MATLAB强大的数值浅析和数据处理的功能,进行滚动轴承故障诊断系统的研发,充分利用LabVIEW自带的MATLAB script节点,将两种软件的优点结合到一起,实现了滚动轴承的智能化诊断,这也使得该系统对故障的诊断速度和准确度得到较大的提升。关键词:小波论文遗传算法论文神经网络论文LabVIEW论文MATLAB论文Script论文

    摘要4-5

    Abstract5-6

    目录6-9

    第一章 绪论9-12

    1.1 课题介绍9

    1.1.1 课题来源9

    1.1.2 课题背景9

    1.2 课题探讨的目的和作用9-10

    1.3 国内外的探讨近况10-11

    1.4 论文的主要探讨工作11-12

    第二章 轴承的故障诊断机理和常用的诊断策略12-18

    2.1 滚动轴承的结构12

    2.2 滚动轴承的故障类型12-13

    2.3 轴承故障的诊断策略13-14

    2.4 滚动轴承的振动机理和特点频率14-17

    2.4.1 轴承的振动机理14-15

    2.4.2 轴承的特点频率15-17

    2.5 本章小结17-18

    第三章 小波降噪与小波包特点提取18-36

    3.1 小波浅析论述18-21

    3.1.1 小波浅析18-19

    3.1.2 离散小波变换19

    3.1.3 多分辨浅析和正交小波变换19-21

    3.2 小波阈值的降噪21-24

    3.2.1 传统的阈值去噪21-23

    3.2.2 新阈值降噪23-24

    3.3 新阈值对信号的小波阈值降噪24-33

    3.4 小波包变换33-34

    3.5 小波包的滚动轴承故障特点提取34-35

    3.6 本章小结35-36

    第四章 遗传算法优化BP神经网络36-53

    4.1 BP神经网络结构与工作原理36-40

    4.1.1 BP神经网络结构36-37

    4.1.2 BP神经网络的原理算法37-40

    4.2 优化BP神经网络策略的选择40-41

    4.3 遗传算法41-43

    4.3.1 遗传算法的基本要素41

    4.3.2 遗传算法优化不足的步骤41-43

    4.4 遗传算法算子的选择43-45

    4.4.1 选择算子的选择43-44

    4.4.2 交叉算子的选择44

    4.4.3 变异算子的选择44-45

    4.5 遗传算法的仿真45-46

    4.6 遗传算法优化的BP网络46-48

    4.6.1 遗传算法优化BP神经网络的参数设定46-47

    4.6.2 遗传算法优化BP神经网络流程47-48

    4.7 遗传算法优化BP神经网络的仿真实验48-52

    4.7.1 BP网络的确定和遗传算法基本要素设定48-49

    4.7.2 训练样本和预测样本的提取49

    4.7.3 遗传优化BP神经网络历程49-52

    4.8 本章小结52-53

    第五章 基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统53-62

    5.1 LabVIEW软件介绍53

    5.2 诊断系统硬件的设计53-54

    5.3 诊断系统软件的设计54-56

    5.3.1 LabVIEW开发诊断系统的步骤55

    5.3.2 MATLAB Script节点55-56

    5.4 滚动轴承故障诊断系统的各模块设计56-61

    5.4.1 故障类型和信号的采集56

    5.4.2 滚动轴承振动信号频谱显示模块56-57

    5.4.3 信号的小波降噪模块57-59

    5.4.4 振动信号的故障特点提取模块59

    5.4.5 遗传算法优化BP神经网络模块59-60

    5.4.6 遗传优化后的网络训练与诊断模块60-61

    5.5 本章小结61-62

    第六章 结论和展望62-64

    6.1 总结62-63

    6.2 展望63-64

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