岸桥小车轨道振动特征分析及状态分类研究

论文摘要

集装箱运输已成为全球化物流的主要方式,岸边集装箱起重机在整个集装箱运输过程中起着重要作用,是港区作业的关键生产设备。岸桥的安全、连续工作越来越受人们的重视,对岸桥的工作状态进行监测和评估引起了港口有关部门的极大关注。小车在通过轨道铰点时会产生一定的冲击和振动,铰点工作状态恶化会加剧岸桥结构的冲击振动,威胁着结构的安全。轨道非主铰部位也会出现啃轨等故障。本文根据以上情况,以岸桥小车轨道铰点部位为主,非铰点部位为辅,提出了一套针对轨道特征参数的统计分析技术和分类方法,提高了异常数据的检测能力和故障诊断准确率。本文把传统的理论应用在新的领域,针对各自的特点加以结合,进行了新的探索和研究,最后提出具有实际意义的应用方法,并取得了一定成果。本文主要用到的理论和方法是;基于小波包分析的岸桥小车轨道特征参数的统计分析和状态分类。具体工作如下;1、将小波包分析方法运用到岸桥小车轨道振动信号的分析中,选取能量与方差作为轨道的振动特征参数,有效提取出铰点部位与非铰点部位的振动特征频段。2、将正态分布原理引入到岸桥小车轨道铰点机械性能状态的划分之中,并用最大熵概率分布加以验证,准确地反映了实际情况,并定义了正态分布诊断准则的状态分级评价的原则和临界点,方便和简化了状态判断的决策过程。本文中的数据来源于上海沪东集装箱码头有限公司,运用上海海事大学机械系装卸监控信息处理研究中心开发的网络型起重机状态监评系统(NetCMAS)进行数据采集和处理。综上所述,本文通过对上海沪东集装箱码头有限公司的小车轨道机械振动的监测和研究,提出一些与实际结合的理论和方法,将一些新的思想引入到实际工程之中并解决了一些状态监测中的问题。论文不仅在理论应用上有所创新,在实际工程的评估和分析中也有其应用价值,可以提供更及时、更准确、更全面的运行状态评估分析结论,能更好地保证设备正常运转。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 机械故障诊断技术综述
• 1.2.1 机械故障诊断技术的发展现状
• 1.2.2 机械故障诊断技术的发展趋势
• 1.3 课题研究背景、意义及本文的主要工作
• 1.3.1 课题的必要性和可行性
• 1.3.2 本文的主要研究内容
• 第二章 岸桥小车轨道振动实验
• 2.1 现场情况概述
• 2.2 信号采集的硬件及软件介绍
• 2.2.1 有关硬件的介绍
• 2.2.2 有关软件的介绍
• 2.3 小车轨道测点布置
• 2.4 信号采集设置
• 2.5 数据预处理
• 第三章 小车轨道振动信号的小波包处理方法
• 3.1 小车轨道振动信号分析
• 3.1.1 小车经过铰点处的信号特点
• 3.1.2 小车经过非铰点处的信号特点
• 3.2 小波分析在故障诊断中的应用
• 3.3 小波分析基本理论
• 3.3.1 小波变换的定义
• 3.3.2 离散小波变换
• 3.3.3 二进制小波变换
• 3.3.4 多分辨率分析
• 3.4 小波包变换的原理
• 3.4.1 小波包的定义
• 3.4.2 小波包的子空间分解
• 3.4.3 小波包分解与重构算法
• 3.4.4 小波基函数的选择
• 第四章 小车轨道振动特征分析
• 4.1 特征提取专项实验
• 4.2 故障特征参数的选择
• 4.2.1 设备故障诊断中的特征参数
• 4.2.2 故障特征参数的选择原则
• 4.3 基于小波包分析的特征提取
• 第五章 基于正态分布的小车轨道状态分类
• 5.1 基于正态分布的统计特征分类方法
• 5.1.1 正态分布原理
• 5.1.2 3σ准则
• 5.1.3 诊断准则的制定
• 5.2 基于最大熵理论的统计特征分析方法
• 5.2.1 最大熵理论
• 5.2.2 最大熵概率密度函数求解的过程
• 5.2.3 矩约束的构造
• 5.2.4 最大熵分析方法验证
• 5.3 小车轨道现状分析
• 5.3.1 小车轨道状态分类
• 5.3.2 现场实例分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 三层小波包分解系数提取源程序
• 附录2 三层小波包分解重构统计参数提取源程序
• 附录3 攻读硕士学位期间完成的科研论文及有关科研项目