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基本信息
- 項目名稱：
- 基于人工免疫系統(tǒng)的滾動軸承故障
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡介：
- 本文正文主要分為五大部分，第一部分主要對各種常見故障進(jìn)行分類，探討其產(chǎn)生的原因和對振動波的影響；第二部分根據(jù)故障振動發(fā)生機理研究如何有效提取特征向量；第三部分研究人工免疫系統(tǒng)的各種免疫機制及其對應(yīng)算法，對算法進(jìn)行分析；第四部分設(shè)計出符合實際應(yīng)用的人工免疫算法并根據(jù)算法編寫出MATLAB程序；第五部分對算法的可行性及實用性進(jìn)行評估
- 詳細(xì)介紹：
- 滾動軸承是機電設(shè)備中工作條件最為惡劣的部件，在機電設(shè)備中起著承受載荷和傳遞載荷的作用，其運行狀態(tài)是否正常直接影響到整臺機器的性能。本文根據(jù)免疫系統(tǒng)機理，在已有研究成果的基礎(chǔ)上，對人工免疫系統(tǒng)中的克隆選擇機制進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于人工免疫系統(tǒng)的滾動軸承故障診斷算法。 本設(shè)計從兩方面著手，滾動軸承振動信號特征向量的提取和運用人工免疫算法對提取好的特征向量進(jìn)行檢測診斷滾動軸承的故障類型，前者是基本輔助手段，后者是設(shè)計的主要內(nèi)容和關(guān)鍵。 本設(shè)計旨在運用人工免疫算法對提取好的特征向量進(jìn)行檢測診斷滾動軸承的故障類型。為此必須深入研究人工免疫系統(tǒng)的相關(guān)知識。了解并熟悉人體免疫系統(tǒng)的免疫機制、工作過程，著重研究特異性免疫的發(fā)生、作用原理。在此過程中研究了人工免疫系統(tǒng)的多個選擇算法通過對比其優(yōu)缺點，確定使用克隆選擇算法對滾動軸承進(jìn)行故障診斷。最后設(shè)計出基于免疫算法故障診斷程序，經(jīng)仿真證實所設(shè)計算法速度快，診斷正確率高，可靠實用。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本設(shè)計旨在運用人工免疫算法對提取好的特征向量進(jìn)行檢測診斷滾動軸承的故障類型。為此必須深入研究人工免疫系統(tǒng)的相關(guān)知識。了解并熟悉人體免疫系統(tǒng)的免疫機制、工作過程，著重研究特異性免疫的發(fā)生、作用原理。在此過程中研究了人工免疫系統(tǒng)的多個選擇算法通過對比其優(yōu)缺點，確定使用克隆選擇算法對滾動軸承進(jìn)行故障診斷。最后設(shè)計出基于免疫算法故障診斷程序，經(jīng)仿真證實所設(shè)計算法速度快，診斷正確率高，可靠實用。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 算法速度快，且靈敏度可調(diào)；準(zhǔn)確度高；程序依基本免疫算法開發(fā)，靈活易于改造，適用性較強；在使用過程中仍可繼續(xù)學(xué)習(xí)，適應(yīng)性強。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品攻克了軸承運行監(jiān)測與故障診斷的技術(shù)難點的同時使對滾動軸承故障診斷更加可靠及迅速。使設(shè)備運行更加可靠，對生產(chǎn)的能力和質(zhì)量都有提高作用，并直接杜絕了軸承不適時更換所造成的浪費，在安全生產(chǎn)、高質(zhì)量生產(chǎn)方面意義非凡并具備很高的經(jīng)濟(jì)價值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 滾動軸承是機電設(shè)備中工作條件最為惡劣的部件，在機電設(shè)備中起著承受載荷和傳遞載荷的作用，其運行狀態(tài)是否正常直接影響到整臺機器的性能。本文根據(jù)免疫系統(tǒng)機理，在已有研究成果的基礎(chǔ)上，對人工免疫系統(tǒng)中的克隆選擇機制進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于人工免疫系統(tǒng)的滾動軸承故障診斷算法。 本作品從兩方面著手，滾動軸承振動信號特征向量的提取和運用人工免疫算法對提取好的特征向量進(jìn)行檢測診斷滾動軸承的故障類型，前者是基本輔助手段，后者是設(shè)計的主要內(nèi)容和關(guān)鍵。 本作品旨在運用人工免疫算法對提取好的特征向量進(jìn)行檢測診斷滾動軸承的故障類型。為此必須深入研究人工免疫系統(tǒng)的相關(guān)知識。了解并熟悉人體免疫系統(tǒng)的免疫機制、工作過程，著重研究特異性免疫的發(fā)生、作用原理。在此過程中研究了人工免疫系統(tǒng)的多個選擇算法通過對比其優(yōu)缺點，確定使用克隆選擇算法對滾動軸承進(jìn)行故障診斷。最后設(shè)計出基于免疫算法故障診斷程序，經(jīng)仿真證實所設(shè)計算法速度快，診斷正確率高，可靠實用。
獲獎情況
- 尚無
鑒定結(jié)果
- 尚無
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 目前，適用于滾動軸承故障診斷的方法代表性的方法包括：振動診斷法、聲學(xué)診斷法、溫度診斷法、油樣分析法、油膜電阻檢測法等。其中，診斷診斷法由于高效率、靈活易用、成本集約等特點而在工程中被廣泛使用。在振動信號的分析處理方面，除了經(jīng)典的統(tǒng)計分析、時頻域分析、時序模型分析、參數(shù)辨識外，近來又發(fā)展了頻率細(xì)化技術(shù)、倒頻譜分析、共振解調(diào)分析人工免疫系統(tǒng)等。 早期的人工免疫系統(tǒng)都是以多學(xué)科合作的方法開發(fā)的，關(guān)注所抽取啟發(fā)的免疫學(xué)理論。近些年，人工免疫系統(tǒng)在形式上越來越多樣，在應(yīng)用范圍上越來越廣泛，它們的設(shè)計方式已經(jīng)與早期研究有很大差別。但是在理論上沒有突破，與生物學(xué)即免疫系統(tǒng)機制和免疫學(xué)理論漸行漸遠(yuǎn)，設(shè)計都是面向工程，而較少深入理解關(guān)鍵的免疫系統(tǒng)生物學(xué)性質(zhì)上進(jìn)行開發(fā)設(shè)計。借助隱喻開展研究和設(shè)計是當(dāng)前多數(shù)人工免疫系統(tǒng)的基本特征。免疫系統(tǒng)性能啟發(fā)科學(xué)家在不同的領(lǐng)域應(yīng)用免疫原理解決具體問題。人工免疫系統(tǒng)應(yīng)用可分為兩大類：面向工程的應(yīng)用和面向醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。面向工程的應(yīng)用是指利用免疫學(xué)理論和免疫系統(tǒng)機制解決不同技術(shù)領(lǐng)域的問題。由于免疫系統(tǒng)的復(fù)雜性，這類應(yīng)用通常模擬特異的免疫系統(tǒng)機制，忽略其中的諸多細(xì)節(jié)。其中眾多的人工免疫系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用都試圖實現(xiàn)免疫系統(tǒng)對病毒等病原體的識別和抵御機制。在各類人工甚至自然系統(tǒng)中實現(xiàn)對異?，F(xiàn)象的自動發(fā)現(xiàn)，及時處理。典型的有計算機安全、基于免疫原理的工業(yè)設(shè)備的故障診斷、故障檢測、故障耐受等。這些應(yīng)用所利用的免疫學(xué)機制，包括陰性選擇機制、克隆選擇機制、免疫網(wǎng)絡(luò)理論等也逐漸得到重視和應(yīng)用。 免疫故障檢測最早可追溯到20世紀(jì)90年代初，有研究人員利用免疫網(wǎng)絡(luò)概念定義傳感器數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，將傳感器隱喻為免疫網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞，基于免疫網(wǎng)絡(luò)的刺激和抑制原理定義傳感器連接組件之間的關(guān)系，模擬免疫網(wǎng)絡(luò)原理構(gòu)成傳感器系統(tǒng)。傳感器可以動態(tài)評價與其連接的其它傳感器。這個最早的免疫故障檢測模型應(yīng)用到水泥廠的故障自動診斷，結(jié)果表明模型可以提供故障傳感器的準(zhǔn)確信息。這些免疫故障診斷研究是基于仿真數(shù)據(jù)評估的，但目的是研究這些理論在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價值 基于以上研究成果可以肯定，人工免疫系統(tǒng)為基于模型的故障檢測提供了一個可行的實現(xiàn)途徑，為故障診斷領(lǐng)域提供了新思想、新方法和新技術(shù)。
