【摘 要】
:
液压系统作为现代工业重要的控制与传动形式,已经在汽车制造、航空航天与国防装备等领域具有不可替代的作用。随着液压系统本身和其工作环境的日趋复杂,液压系统能否稳定工作就变得愈发重要。而液压泵作为液压系统的核心部件,保证其正常工作,并对其泄漏状态做出及时的诊断就显得意义重大。本文以液压信号为研究对象,分别从机器学习与深度学习的方面对液压泵泄漏状态智能识别技术的相关算法进行了研究。依据液压信号的特征提取、
论文部分内容阅读
液压系统作为现代工业重要的控制与传动形式,已经在汽车制造、航空航天与国防装备等领域具有不可替代的作用。随着液压系统本身和其工作环境的日趋复杂,液压系统能否稳定工作就变得愈发重要。而液压泵作为液压系统的核心部件,保证其正常工作,并对其泄漏状态做出及时的诊断就显得意义重大。本文以液压信号为研究对象,分别从机器学习与深度学习的方面对液压泵泄漏状态智能识别技术的相关算法进行了研究。依据液压信号的特征提取、特征选择与分类识别模型的相关原理,完成了相关程序的设计与分类识别模型的搭建,对液压泵的泄漏状态进行了识别。最后根据模型的识别结果计算了相关的性能指标,对各个模型方案进行了对比。主要研究内容如下:(1)为了尽可能完整提取与保留液压信号的特征信息,本文从时域、频域与时频域三个方面对四个通道的液压信号提取了23个特征进行表征。其中在时域中提取了液压信号12个特征,频域中提取了2个特征,时频域中通过希尔伯特黄变换与小波分解提取了9个特征。最后将四个通道型信号的特征进行了连接组合成液压信号92维的特征表达。(2)在使用多特征对液压信号进行表征时,可能出现信息冗余的情况,从而增加计算量并影响最终识别效果,于是需要对特征进行简约。本文研究了主成分分析、互信息与堆栈稀疏自编码的方法并编写相关程序对提取得到的特征进行简约。分别通过主成分分析,保留了贡献率超过99.99%的三个主成分作为新的特征表达;通过计算互信息值,筛选了互信息较高的80个特征作为新的特征表达;通过两层的堆栈稀疏自编码将原始特征降至8维作为新的特征表达。(3)优秀的分类识别模型是分类识别的关键,本文基于支持向量机、随机森林与极限学习机这三个传统模型的原理,搭建了对应的分类识别模型。分别使用三种特征简约之后的新特征作为三个识别模型的输入进行实验,通过计算并对比模型性能指标,得到了针对液压泵泄漏识别的最优识别方案。(4)深度学习是智能识别中一个性能优异的方法,本文基于卷积神经网络提出了一种一维卷积与特征融合的互扰神经网络对液压泵的泄漏状态进行识别。该互扰神经网络将一维卷积的特征与手工计算的特征进行融合,使得两类特征相互促进,得到更深层次的特征,从完成分类识别任务。通过对比提出的互扰神经网络与传统深度学习模型的识别结果的性能指标,验证了本文提出的互扰神经网络性能的有效性。
其他文献
我国海绵城市建设一方面继承了古代先贤的智慧,另一方面参考大量国外经验,这其中就包括低影响开发,而低影响开发也是海绵城市的重要指导思想和核心技术之一。在我国低影响开发模式推广的背景下,山地校园建设需要紧跟时代步伐,校园景观空间在视觉形象、功能与径流控制等方面积累的问题亟需解决,但这也为山地绿色校园景观特定性设计策略提供了研究良机。在低影响开发理论的发展过程中,国外研究从农业生产中受到启发,开始尝试利
东南沿海地处亚热带地区,毗邻太平洋西岸,每年遭受来自西太平洋的多次台风侵袭,对桥梁结构前期施工、后期运营及整个服役阶段的安全、适用性均产生了巨大的影响。当前,我国桥梁抗风设计规范中将风速定义为平稳的随机过程。然而,大量实测风速资料研究表明,当测点周围环境复杂或强台风过境时,实测风速时程中含有较高比例的非平稳风速。因此,平稳风速模型下得到的风场特性应用于桥梁抗风设计已不符合实际情况。风荷载是由风场的
针对桥梁安全巡检效率低、周期长、缺乏往期量化科学依据等问题,利用数字图像对结构进行全息形态监测,具有全息、便捷、经济的突出优势,并高度契合未来数字信息的发展趋势。本文在国家自然科学基金项目51778094的“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索”和51708068的“基于面形时空数据的桥梁结构损伤演化与失效过程跨尺度分析方法”资助下,开展了基于结构数字正射影像的桥梁损伤识别
面对装配化桥梁的高速发展及服役桥梁防撞护栏装配化改造的需求,本文提出由超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)装配连接的新型节段拼装混凝土防撞护栏。本文结合试点工程介绍了该节段拼装护栏的构造和施工工艺,开展了UHPC节段拼装防撞护栏在准静态作用和冲击作用下的受力行为研究与参数分析,以及在车辆撞击下的安全性能评估。本文主要研究内容及成果如下:(1)护
自密实混凝土在工程实践中应用广泛,但其水泥用量较大,成本较高,强度和耐久性能存在一定缺陷。针对以上问题,本研究选取矿渣、粉煤灰和石灰石粉作为自密实混凝土的掺合料,机制砂为细骨料,制备一种强度和耐久性能优异的自密实混凝土,并且能够有效降低成本。通过研究掺合料在不同掺量、掺入方式下对机制砂自密实混凝土的工作性、力学性能、抗冻融性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律,利用水化热试验、交流阻抗试验和SEM试验探
低速滚动轴承作为旋转机械装备的关键零部件,广泛应用于风力发电机、造纸机、起重机等大型机械设备中,主要起到支撑负载和提供稳定转速的作用。由于这些大型机械设备在实际工作中往往需承受较大的载荷,导致低速滚动轴承容易发生故障。一旦低速滚动轴承发生故障,将会影响机械设备的正常运转,甚至造成人员伤亡。因此对低速滚动轴承故障诊断十分必要。目前,解决滚动轴承故障诊断的方法多种多样,尤其是振动信号分析方法得到了广泛
作为工业制造领域的基础材料,铝型材的表面质量会直接影响轨道交通、机械制造、航天航空等领域工业产品的可靠性与使用寿命。然而,由于生产环境的复杂性与加工设备的局限性,铝型材表面不可避免会产生缺陷。为了确保铝型材相关产品的长久使用,对其表面缺陷的及时检测具有重要意义。这一方面有助于延长产品的使用寿命。另一方面有助于发现生产薄弱环节,降低因铝型材表面缺陷带来的重大经济损失。目前,传统的铝型材表面缺陷检测方
随着世界经济的快速发展,化石能源的过度开采和消耗愈加严重,由此产生的环境问题也越来越引起人们的重视。科技的进步也推动了新能源、新材料的发展。如今,由锂离子电池供能的电动汽车正在逐渐普及,为化石能源的合理利用及环境保护起到了积极的促进作用。但锂离子电池普遍存在能量密度较低、循环性能差的问题。相比锂离子电池,锂硫电池具有更高的能量密度,但也存在着硫单质导电性差、充放电过程中活性物质体积膨胀大、多硫化物
近年来,随着我国高速公路桥梁建设的快速发展,后张拉法混凝土梁在桥梁系统建设中大量使用,预应力混凝土桥梁占据了我国新建桥梁的绝大部分。预应力压浆波纹管是混凝土桥梁的重要组成部分,压浆波纹管的不密实将导致桥梁预应力的损失甚至丧失,从而导致桥梁出现裂纹甚至倒塌情况;因此预应力压浆波纹管密实度的检测对于确保预应力管道压浆质量尤为重要,本文基于超声透射法结合试验梁进行了压浆波纹管密实度检测,并开展了如下的研
随着制造业水平的不断提高,工业机器人由于具有工作可靠、工作效率高等优势,被广泛应用于制造业中。谐波减速器具有传动比大、传动精度高等优点,被广泛应用于工业机器人末端关节。作为工业机器人的核心部件,谐波减速器高精度运行保证了工业机器人的精准动作,其健康状态直接决定了工业机器人的运行精度。因此对谐波减速器进行健康状态评估是必要的。工业机器人机械臂通常作周期性往复式运动,同时往复运动中频繁的启动与加、减速