多通道信息融合技术在往复机械故障诊断中的应用研究

论文摘要

石油钻采机械中，往复机械（柱塞式注水泵、注聚泵、钻机泥浆泵、往复压缩机等）地位至关重要。针对其工作状态的精确诊断显得尤为关键。目前常用的诊断方法都是针对单一故障特征进行诊断分析，致使诊断结果失误率较高、可靠性较低。往复机械故障诊断技术的发展趋势在于往复冲击特征共性的寻找和多源同步诊断与信息融合。基于此，本文在分析和研究前人研究成果的基础上，联系现场实际情况，重点对在信息融合理论基础上的往复机械故障诊断方法进行了详细、深刻地研究，将从以下几个部分介绍论文的内容：首先，分析了往复机械故障诊断技术的发展动态、信息融合技术的研究现状、信息融合技术的基本原理以及信息融合技术在往复机械故障诊断中应用的意义，并详细阐述了基于D-S证据理论故障诊断技术的理论基础。其次，以典型往复机械（柱塞泵）为研究对象，在分析柱塞泵结构、工作原理的基础上，对柱塞泵关键部件故障机理进行细致研究，同时对故障振动特征进行分析，确定柱塞泵振源类型及振动特征故障库。通过对轴承故障模拟结果分析，验证了基于D-S证据理论方法在机械典型故障诊断应用中的可行性。最后，提出D-S证据理论在柱塞泵故障诊断研究方法。通过建立基于信息融合柱塞泵故障诊断模型和实际工程信号分析应用得到精确诊断结果，随后通过柱塞泵现场故障检修和机组系统工作变形分析，进一步验证诊断结果的可信度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 往复机械故障诊断技术概述
• 1.2.1 往复机械故障的特点
• 1.2.2 油田常用往复机械故障诊断研究现状
• 1.3 信息融合技术的研究现状及研究意义
• 1.3.1 信息融合技术国内外研究现状
• 1.3.2 机械故障诊断中引入信息融合技术的意义
• 1.4 本文结构
• 第二章 信息融合故障诊断基本理论
• 2.1 信息融合技术基础理论
• 2.1.1 信息融合基本原理
• 2.1.2 常用信息融合方法
• 2.1.3 信息融合层次的划分
• 2.1.4 信息融合的关键技术
• 2.2 信息融合的一般框架
• 2.3 D-S 证据理论信息融合技术的理论基础
• 2.3.1 D-S 证据理论基本内涵
• 2.3.2 D-S 证据理论合成法则
• 2.4 本章小结
• 第三章 柱塞泵的结构及故障机理分析
• 3.1 柱塞泵机理分析
• 3.1.1 结构分析
• 3.1.2 关键部件特征分析
• 3.1.3 故障机理分析
• 3.2 柱塞泵振动信号分析
• 3.2.1 振动信号基本参数
• 3.2.2 振动形式
• 3.2.3 振动谱图
• 3.2.4 振动信号分析
• 3.3 滚动轴承故障诊断实验系统及实验方案
• 3.3.1 滚动轴承故障诊断实验系统
• 3.3.2 实验方案
• 3.4 试验结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于 D-S 证据理论的往复机械故障诊断方法研究
• 4.1 基于 D-S 证据理论的故障诊断方法
• 4.1.1 诊断模型的建立
• 4.1.2 诊断步骤
• 4.2 基于多通道 D-S 证据理论的分析过程
• 4.2.1 特征提取
• 4.2.2 基本可信度分配函数的建立
• 4.2.3 决策规则
• 4.3 模拟实验诊断分析
• 4.4 基于 D-S 证据理论柱塞泵故障诊断实例分析
• 4.4.1 特征提取及证据体的选择
• 4.4.2 结果验证分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要