旋转机械故障专家库的设计（本科毕业论文设计）.doc
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旋转机械故障专家库的设计（本科毕业论文设计）,摘要旋转机械是工业部门中应用最为广泛的一类机械设备，由于各种原因引发的旋转机械故障会对企业的生产运行带来影响，甚至危害人身安全。对旋转机械故障做出及时准确的诊断具有重要的意义。专家系统是人工智能领域的重要研究方向，旋转机械故障诊断专家库是模拟人类专家对旋转机械故障进行诊断的智...
内容介绍
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旋转机械故障专家库的设计（本科毕业论文设计）
摘 要
旋转机械是工业部门中应用最为广泛的一类机械设备，由于各种原因引发的旋转机械故障会对企业的生产运行带来影响，甚至危害人身安全。对旋转机械故障做出及时准确的诊断具有重要的意义。专家系统是人工智能领域的重要研究方向，旋转机械故障诊断专家库是模拟人类专家对旋转机械故障进行诊断的智能计算机程序。
本论文主要包括以下两方面的内容：
第一，概述了旋转机械故障诊断的研究背景与意义以及诊断技术的发展。分析总结了旋转机械包括转子系统和齿轮箱系统典型故障的机理和特征，如转子不平衡、转子弯曲、转子不对中、齿形误差、裂纹齿及断齿等故障。研究故障特征提取方法，包括传感器的选用、信号预处理、A/D转换及信号分析等。
第二，介绍了专家系统的基本内容，重点设计了一种旋转机械故障诊断专家库。该系统是基于规则的专家系统，由已分析得知的旋转机械故障振动信号的频谱特征，根据由故障诊断专家的知识转换过来的规则，诊断出故障类型。论文最后通过两个诊断实例说明旋转机械故障诊断的基本方法。
关键词：旋转机械，特征，专家系统，知识库，推理机
ABSTRACT
Rotating machine is a class of mechanical equipment most widely used in the industrial sector; the fault caused on the rotating machine by various reasons will effect the production, or even endanger their personal safety. To make a timely and accurate diagnosis for the rotating machine fault is of great significance. Expert system is an important study direction in the field of artificial intelligence. Expert system for fault diagnosis of rotating machine is an intelligent computer program simulating human expert diagnosis fault on rotating machine.
This paper mainly includes the following two aspects:
First, summarizes the research background and significance of rotating machine fault diagnosis and the development of diagnostic technology. Sums up the mechanism and features of the typical fault of rotating machine includes the rotor system and gear box system, such as rotor imbalance, rotor bending, rotor misalignment, profile error, crack teeth and broken teeth. Study the extraction method of faults feature, including the selection of sensors, signal preprocessing, A/D converter and signal analysis.
Secondly, introduce the basic elements of Expert system .Focus on the design of expert system for fault diagnosis of rotating machine. The system is a rule-based expert system, by the spectrum characteristic of the vibration signals when rotating machine occur faults, according to the rules converted from the knowledge of fault diagnosis experts, diagnoses faults. At the end of the Papers, two diagnosis examples are used to explain the basic faults diagnosis methods of rotating machine.
Key words: Rotating Machine, features, expert system, knowledgebase, reasoning machine
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 旋转机械故障诊断研究背景与意义 1
1.2 旋转机械故障诊断技术的发展现状及趋势 2
1.2.1故障诊断技术的研究现状 2
1.2.2故障诊断专家系统研究现状 3
1.2.3 旋转机械故障诊断技术的发展趋势 4
1.3 本论文主要研究内容 4
2 旋转机械典型故障分析 5
2.1 转子系统典型故障及其特征 5
2.1.1转子不平衡 5
2.1.2转子弯曲 6
2.1.3不对中 6
2.1.4碰摩 7
2.1.5油膜涡动 7
2.2 齿轮箱系统典型故障及其特征 8
2.2.1 齿形误差 8
2.2.2 裂纹齿 8
2.2.3 断齿 8
2.2.4 轴承疲劳剥落和点蚀 9
2.2.5 轴不平衡 9
2.2.6 箱体共振 9
2.3 本章小结 10
3 故障特征提取方法分析 11
3.1 传感器的选用 11
3.2 信号预处理 12
3.2.1 滤波处理 12
3.2.2 信号放大 13
3.3 A/D转换 13
3.4 信号处理方法 13
3.4.1 时域分析 14
3.4.2 频域分析 15
3.4.3 时频分析 16
3.5 本章小结 16
4 旋转机械故障诊断专家库的设计 17
4.1 专家系统概述 17
4.1.1 专家系统的基本结构 17
4.1.2 知识库 19
4.1.3 推理机 20
4.2 知识库模块的设计 22
4.2.1 知识选取 23
4.2.2 知识表示 25
4.2.3 知识的实现 25
4.2.4 知识获取 28
4.3 推理机的设计 29
4.3.1 推理方法 29
4.3.2 控制策略 30
4.4 本章小结 31
5 旋转机械故障诊断实例分析 32
5.1 诊断实例一 32
5.2 诊断实例二 33
6 结论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
摘 要
旋转机械是工业部门中应用最为广泛的一类机械设备，由于各种原因引发的旋转机械故障会对企业的生产运行带来影响，甚至危害人身安全。对旋转机械故障做出及时准确的诊断具有重要的意义。专家系统是人工智能领域的重要研究方向，旋转机械故障诊断专家库是模拟人类专家对旋转机械故障进行诊断的智能计算机程序。
本论文主要包括以下两方面的内容：
第一，概述了旋转机械故障诊断的研究背景与意义以及诊断技术的发展。分析总结了旋转机械包括转子系统和齿轮箱系统典型故障的机理和特征，如转子不平衡、转子弯曲、转子不对中、齿形误差、裂纹齿及断齿等故障。研究故障特征提取方法，包括传感器的选用、信号预处理、A/D转换及信号分析等。
第二，介绍了专家系统的基本内容，重点设计了一种旋转机械故障诊断专家库。该系统是基于规则的专家系统，由已分析得知的旋转机械故障振动信号的频谱特征，根据由故障诊断专家的知识转换过来的规则，诊断出故障类型。论文最后通过两个诊断实例说明旋转机械故障诊断的基本方法。
关键词：旋转机械，特征，专家系统，知识库，推理机
ABSTRACT
Rotating machine is a class of mechanical equipment most widely used in the industrial sector; the fault caused on the rotating machine by various reasons will effect the production, or even endanger their personal safety. To make a timely and accurate diagnosis for the rotating machine fault is of great significance. Expert system is an important study direction in the field of artificial intelligence. Expert system for fault diagnosis of rotating machine is an intelligent computer program simulating human expert diagnosis fault on rotating machine.
This paper mainly includes the following two aspects:
First, summarizes the research background and significance of rotating machine fault diagnosis and the development of diagnostic technology. Sums up the mechanism and features of the typical fault of rotating machine includes the rotor system and gear box system, such as rotor imbalance, rotor bending, rotor misalignment, profile error, crack teeth and broken teeth. Study the extraction method of faults feature, including the selection of sensors, signal preprocessing, A/D converter and signal analysis.
Secondly, introduce the basic elements of Expert system .Focus on the design of expert system for fault diagnosis of rotating machine. The system is a rule-based expert system, by the spectrum characteristic of the vibration signals when rotating machine occur faults, according to the rules converted from the knowledge of fault diagnosis experts, diagnoses faults. At the end of the Papers, two diagnosis examples are used to explain the basic faults diagnosis methods of rotating machine.
Key words: Rotating Machine, features, expert system, knowledgebase, reasoning machine
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 旋转机械故障诊断研究背景与意义 1
1.2 旋转机械故障诊断技术的发展现状及趋势 2
1.2.1故障诊断技术的研究现状 2
1.2.2故障诊断专家系统研究现状 3
1.2.3 旋转机械故障诊断技术的发展趋势 4
1.3 本论文主要研究内容 4
2 旋转机械典型故障分析 5
2.1 转子系统典型故障及其特征 5
2.1.1转子不平衡 5
2.1.2转子弯曲 6
2.1.3不对中 6
2.1.4碰摩 7
2.1.5油膜涡动 7
2.2 齿轮箱系统典型故障及其特征 8
2.2.1 齿形误差 8
2.2.2 裂纹齿 8
2.2.3 断齿 8
2.2.4 轴承疲劳剥落和点蚀 9
2.2.5 轴不平衡 9
2.2.6 箱体共振 9
2.3 本章小结 10
3 故障特征提取方法分析 11
3.1 传感器的选用 11
3.2 信号预处理 12
3.2.1 滤波处理 12
3.2.2 信号放大 13
3.3 A/D转换 13
3.4 信号处理方法 13
3.4.1 时域分析 14
3.4.2 频域分析 15
3.4.3 时频分析 16
3.5 本章小结 16
4 旋转机械故障诊断专家库的设计 17
4.1 专家系统概述 17
4.1.1 专家系统的基本结构 17
4.1.2 知识库 19
4.1.3 推理机 20
4.2 知识库模块的设计 22
4.2.1 知识选取 23
4.2.2 知识表示 25
4.2.3 知识的实现 25
4.2.4 知识获取 28
4.3 推理机的设计 29
4.3.1 推理方法 29
4.3.2 控制策略 30
4.4 本章小结 31
5 旋转机械故障诊断实例分析 32
5.1 诊断实例一 32
5.2 诊断实例二 33
6 结论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
