利用MATLAB对滚动轴承进行故障动力学建模的方法,重点在于通过故障机理建模并使用ODE45求解器进行数值计算。文中不仅提供了正常状态下以及外圈、内圈、滚动体三种故障状态的动力学方程及其MATLAB实现代码,还深入探讨了关键参数如接触力、调制函数的选择依据,以及微分方程组的具体构建方式。此外,针对仿真的结果进行了详细的特征提取方法介绍,包括时域波形、相图、轴心轨迹、频谱图、包络谱图等,并强调了模型验证的重要性。 适合人群:机械工程领域的研究人员和技术人员,尤其是那些从事旋转机械设备健康监测、故障诊断研究的专业人士。 使用场景及目标:适用于希望深入了解滚动轴承故障机理的研究者,或者想要掌握如何运用MATLAB进行复杂机械系统建模仿真的人群。通过学习本篇文章,读者能够学会构建完整的滚动轴承故障动力学模型,理解各物理量之间的关系,并掌握有效的故障特征提取手段。 其他说明:需要注意的是,在实际操作过程中可能会遇到一些数值稳定性的问题,因此文中提到了几个常见的调试技巧,帮助使用者更好地完成仿真任务。同时提醒读者关注模型验证环节,确保所得到的结果符合预期。
2025-12-27 23:50:42 3.2MB
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提出了一种将核主元分析法(KPCA)与GRNN网络相结合的数控机床复合故障诊断方法。原始复合信号经过EMD分解,将得到的IMF与其他时频域特征值组成原始信号特征集;运用KPCA方法对原始特征集进行降维处理,构造核主元特征集;将筛选后的特征向量作为GRNN网络的输入,实现了数控机床不同复合故障的模式识别,并与其他3种网络对比,验证了该方法的优越性。
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内容概要:本文详细介绍了利用Matlab进行电力系统暂态稳定性分析的方法,涵盖数值计算和Simulink仿真两大方面。首先,通过解析发电机转子运动方程,展示了如何用不同的数值方法(如欧拉法、改进欧拉法、四阶龙格库塔法)求解微分方程,并讨论了故障期间线路阻抗的变化及其对计算的影响。接着,文章深入探讨了Simulink仿真的具体步骤,包括搭建单机无穷大系统模型、配置故障模块以及引入SVC和PSS等稳定措施。此外,还提供了寻找临界切除时间的具体方法,并分享了一些实用技巧和常见错误规避。 适用人群:电气工程专业学生、电力系统研究人员、从事电力系统稳定性和故障分析的技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解电力系统暂态稳定性的读者,帮助他们掌握Matlab和Simulink工具的应用,提高对电力系统故障分析的能力。主要目标是在理论和实践中找到平衡,使读者能够独立完成相关仿真和分析任务。 其他说明:文中不仅提供了详细的代码示例,还附带了许多实践经验,强调了实际应用中的注意事项和技术细节。对于初学者来说,建议逐步尝试文中提供的各种方法,积累经验和技能。
2025-12-20 17:32:22 281KB
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将故障树分析和模糊逻辑有机地结合起来,提出了一种基于故障树分析和模糊逻辑的矿井提升机制动系统故障诊断方法。在建立提升机制动系统失效故障树的基础上,运用模糊故障诊断理论进行计算分析,根据最大从属度原则进行故障诊断。实例表明,这种方法简单易行,方便可靠,为提升机制动系统故障诊断提供了一种新途径。 《基于FTA和模糊逻辑的矿井提升机制动系统故障诊断》 故障树分析(FTA)是一种常用的风险评估和故障诊断工具,它通过图形化的方法,从系统的整体层面逐步细化到各个组成部分,揭示出可能导致系统失效的多种原因。在矿井提升机制动系统中,FTA能够清晰地展示制动失效的各种可能性,帮助分析人员理解故障发生的路径和条件。通过对故障树的分析,可以确定各个故障事件之间的逻辑关系,找出关键的故障源。 模糊逻辑则是一种处理不确定性和模糊信息的理论,适用于处理复杂的、非线性的故障识别问题。在制动系统故障诊断中,模糊逻辑可以通过定义模糊规则和隶属函数,将传感器数据转化为易于理解和处理的模糊概念。当监测到的信号存在噪声或难以精确量化时,模糊逻辑可以提供更准确的故障判断。 结合FTA和模糊逻辑,矿井提升机制动系统故障诊断的过程是这样的:构建制动系统失效的故障树,包括所有可能引发故障的基本事件;然后,利用模糊逻辑处理来自不同传感器的数据,通过模糊推理确定每个事件的模糊概率或从属度;根据最大从属度原则,识别出最可能的故障源。 在实际应用中,例如通过对振动加速度信号的频谱分析,可以发现异常频率和振动模式,如文中提到的800 Hz和1200 Hz的振动能量集中。这些特征频率与特定部件(如轴承)的故障特征相吻合,模糊逻辑可以帮助确定故障的具体类型,如轴承间隙不均导致的磨损和碰撞。 总结该文的研究成果,这种基于FTA和模糊逻辑的诊断方法具有以下优点:操作简便,可处理复杂的故障信息,提高了故障诊断的准确性和可靠性,减少了误诊的可能性,对于提升机制动系统的故障预防和早期发现有着重要作用。此外,定期的技术检测和维护也是确保矿山安全生产的关键,因此,提升矿山设备管理和维护人员的专业技能至关重要。 参考文献涉及了风机和提升机的相关故障分析及效率优化,进一步突显了故障诊断技术在煤矿机械设备中的重要性。这些技术的应用有助于减少设备故障,降低生产成本,保障矿井的稳定运行和矿工的生命安全。 本文提出的FTA和模糊逻辑结合的故障诊断方法为矿井提升机制动系统的故障识别提供了新的思路,对于提升矿山设备的运行安全和效率具有深远影响。
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以某数控装置为对象,研究其故障具有模糊性和不确定性发生概率的特点,综合运用故障树分析与模糊理论诊断故障发生概率。通过分析数控装置故障发生的机理,建立该装置的模糊故障树,进行定量计算,求得了基本事件的模糊重要度可靠性指标,为数控装置的可靠性评估、故障诊断以及维修决策提供了理论依据。
2025-12-16 21:24:56 229KB 数控装置 模糊故障树 故障诊断
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内容概要:本文介绍了一种基于多传感器多尺度一维卷积神经网络(MS-1DCNN)和改进Dempster-Shafer(DS)证据理论的轴承故障诊断系统。系统旨在通过并行处理来自四个传感器(三个振动传感器和一个声音传感器)的时序数据,提取多尺度故障特征,并通过智能融合机制实现对轴承故障的准确分类和不确定度估计。核心创新在于将MS-1DCNN的强大特征提取能力和DS证据理论在不确定性推理方面的优势相结合。系统采用两阶段训练策略,首先独立训练每个MS-1DCNN子网络,然后联合训练DS融合层,以应对数据集规模小而模型复杂的问题。报告详细描述了系统架构、数据规范、训练策略、结果评估与可视化等内容,并展示了该系统在提高故障诊断准确性和鲁棒性方面的优势。 适合人群:具备一定机器学习和深度学习基础,对故障诊断系统设计和实现感兴趣的工程师、研究人员和技术人员。 使用场景及目标:①适用于工业生产中旋转机械设备的故障检测与预防;②通过多传感器数据融合提高诊断的准确性和鲁棒性;③利用改进的DS证据理论处理不确定性和冲突信息,提供可靠的诊断结果和不确定度估计。 其他说明:该系统在设计上考虑了数据集较小的情况,采用了两阶段训练策略和数据增强技术,以防止过拟合并提高模型的泛化能力。未来的研究方向包括扩展到更多类型的传感器、探索更广泛的数据增强技术和合成数据生成方法,以增强模型在复杂真实环境中的诊断性能和可靠性。报告强调了可视化结果的重要性,包括损失与准确率曲线、混淆矩阵、t-SNE/UMAP特征空间可视化以及DS融合与单传感器特征图对比,以全面展示系统的性能提升。
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为了及时发现刮板输送机链条断链、断刮板、堵转和跳链故障,保障刮板输送机稳定可靠运行,保证煤矿安全生产,研发了能够检测多种链条故障的在线监测仪。设计了刮板输送机链条故障传感器,提出了以双单片机为核心、具备人机交互和以太网数据传输功能的隔爆兼本安型监测仪的总体架构,对监测仪核心元器件进行了选型设计,开发了由最小系统、脉冲信号隔离输入电路、脉冲测量电路等组成的监测仪核心电路,提出了双路脉冲信号分析逻辑实现了故障类别的判断。刮板输送机在线监测仪能够及时发现刮板输送机链条故障,为煤矿生产安全提供有效保障。
2025-12-16 10:12:25 1.43MB 行业研究
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基于GADF(Gramian Angular Difference Field)、CNN(卷积神经网络)和LSTM(长短期记忆网络)的齿轮箱故障诊断方法。首先,通过GADF将原始振动信号转化为时频图,然后利用CNN-LSTM模型完成多级分类任务,最后通过T-SNE实现样本分布的可视化。文中提供了具体的Matlab代码实现,包括数据预处理、GADF时频转换、CNN-LSTM网络构建以及特征空间分布的可视化。实验结果显示,在东南大学齿轮箱数据集上,该方法达到了96.7%的准确率,显著优于单一的CNN或LSTM模型。 适合人群:从事机械故障诊断的研究人员和技术人员,尤其是对深度学习应用于故障诊断感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要对齿轮箱进行高效故障诊断的应用场合,如工业设备维护、智能制造等领域。目标是提高故障检测的准确性,减少误判率,提升设备运行的安全性和可靠性。 其他说明:该方法虽然效果显著,但在实际应用中需要注意计算资源的需求,特别是在工业现场部署时,建议预先生成时频图库以降低实时计算压力。
2025-12-15 21:12:41 731KB
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标题中的“带 DVR 的 IEEE 13 总线系统”是指使用动态电压恢复器(DVR)技术在IEEE 13节点电力系统模型上的应用。这个系统通常用于研究和模拟中压配电网络,以评估DVR如何改善电力系统的稳定性和性能。在13节点的系统中,每个节点代表一个电气设备或者负荷,而DVR则被用作保护和补偿设备,以应对电压波动和暂态问题。 描述中提到的DVR是一种电力电子设备,它的主要功能是在负载侧调节有功和无功功率。通过这种方式,DVR能够有效地补偿因负载变化、电网扰动或故障导致的电压不稳定。DVR内部包含了一个直流到交流的逆变器,它能够生成与电网电压同步的三相交流电压,并将其串联接入到电力线路上。这样,DVR能够实时调整注入的电压,以维持供电质量,确保电网的稳定运行。 标签“matlab”表明该压缩包中包含的模型和算法是使用MATLAB软件进行开发和模拟的。MATLAB是一款强大的数学计算和数据分析工具,尤其适用于建立电力系统模型、进行仿真和控制算法设计。在这个项目中,可能使用了MATLAB的Simulink环境来构建DVR的控制系统,以及相关的电力系统模型。 压缩包内的文件“dvr_13bus_FAULT.mdl.zip”很可能是一个MATLAB Simulink模型文件,包含了DVR在13总线系统中的故障分析模型。使用RLS(递归最小二乘)算法,该模型可能能够实时估计和适应系统的动态变化,有效地处理故障情况。RLS算法是一种在线参数估计方法,常用于自适应滤波和控制系统中,它能快速地跟踪系统参数的变化,以优化DVR的控制策略。 在这个模型中,用户可能可以通过改变RLS算法的参数来调整DVR的响应速度和精度。此外,该模型可能还包含了各种故障条件的模拟,比如线路短路、负载突然变化等,以便分析DVR在不同故障下的保护和恢复能力。通过仿真,研究者可以评估DVR对于提高系统稳定性、防止电压崩溃、减少停电时间和改善电能质量的效果。 这个项目展示了如何利用DVR技术和MATLAB的高级功能来解决实际电力系统中的电压问题,特别是针对IEEE 13总线系统的故障场景。通过深入理解DVR的工作原理、RLS算法的应用以及MATLAB模型的构建,工程师和研究人员可以为实际的电力系统设计出更高效、更可靠的电压稳定解决方案。
2025-12-13 11:53:56 33KB matlab
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内容概要:本文详细介绍了配电网重构技术,涵盖正常重构、孤岛划分以及故障重构三个主要方面。首先,在正常重构部分,作者通过Python代码展示了如何利用Prim算法进行最小损耗拓扑的选择,确保配电网在低负荷时期能够达到最佳的供电效率。接着,针对孤岛划分,文中提供了基于深度优先搜索(DFS)的方法,用于确定分布式电源在主网断电时的供电范围,强调了电源点之间的电气连接管理。最后,对于故障重构,采用遗传算法来优化故障发生时的负荷恢复和开关操作,确保快速有效地隔离故障区并恢复正常供电。 适用人群:从事电力系统研究与开发的技术人员,尤其是对配电网重构感兴趣的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于希望深入了解配电网重构机制及其具体实现方法的专业人士。目标是在面对电网异常情况时,能够运用先进的算法和技术手段提高供电系统的稳定性和可靠性。 其他说明:文中不仅提供了具体的Python代码实例,还讨论了一些实际工程项目中可能会遇到的问题及解决方案,如环网约束、负荷均衡等。此外,文章强调了配电网重构技术正朝着智能化方向发展,未来将更加自动化和高效化。 适合人群:具备一定编程基础,特别是熟悉Pytho
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