首頁 > 技術(shù)資訊 > 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的設(shè)備故障智能診斷
當(dāng)機(jī)械設(shè)備的某個(gè)零部件出現(xiàn)故障時(shí)有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效這樣不僅有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失更有甚者可能會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。因此基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能診斷逐漸受到越來越多的關(guān)注。隨著模糊集理論、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析等檢測技術(shù)的出現(xiàn)故障診斷技術(shù)已發(fā)展成為一種多學(xué)科耦合的綜合技術(shù)了解并合理采用這些技術(shù)可以有效避免機(jī)械設(shè)備故障造成的生命安全及財(cái)產(chǎn)損失對(duì)于保證系統(tǒng)的可靠性與安全性有十分重要的意義。
基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法
基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法是從生物學(xué)的角度出發(fā)通過模擬人腦的神經(jīng)結(jié)構(gòu)可以快速有效地對(duì)機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行診斷同時(shí)自主辨識(shí)工作環(huán)境真正意義上實(shí)現(xiàn)智能化。在診斷過程中通過捕捉并識(shí)別機(jī)械故障震動(dòng)信號(hào)并進(jìn)行專業(yè)化分析來診斷。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型和公式往往較為復(fù)雜因此其訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)較大當(dāng)樣本選擇不當(dāng)或數(shù)據(jù)不足時(shí)有可能造成診斷結(jié)果失誤。目前對(duì)智能故障診斷的研究主要集中在：模式識(shí)別角度、預(yù)測角度以及知識(shí)角度的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。
（1）模式識(shí)別。對(duì)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷包括模式分類問題和識(shí)別問題由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息存儲(chǔ)特性使其具有很高的容錯(cuò)性因此可以有效應(yīng)對(duì)模式識(shí)別中的噪聲干擾。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)學(xué)習(xí)功能，因而可以從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中解脫出來根據(jù)不同需求形成所需的決策區(qū)域。
（2）設(shè)備狀態(tài)預(yù)報(bào)。對(duì)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)預(yù)報(bào)可以在早期便發(fā)現(xiàn)故障，提高診斷的實(shí)時(shí)性。常用的狀態(tài)預(yù)報(bào)方式有直接預(yù)報(bào)和組合預(yù)報(bào)。其中組合預(yù)報(bào)會(huì)考慮輸入與輸出之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，通過動(dòng)態(tài)預(yù)測實(shí)現(xiàn)實(shí)際過程中的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模。然而這種動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性明顯提高因此訓(xùn)練樣本的困難較大。
（3）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷專家系統(tǒng)。該診斷系統(tǒng)結(jié)合了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)通過使用專家系統(tǒng)構(gòu)造的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將基于符號(hào)的推理轉(zhuǎn)換成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將邏輯推理與數(shù)值運(yùn)算結(jié)合利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)、聯(lián)想記憶功能解決機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)中的不確定問題提高故障診斷效率。這種智能診斷方式涉及多學(xué)科耦合問題發(fā)展并不成熟。其缺陷是系統(tǒng)的診斷仍然受到訓(xùn)練樣本的限制樣本選擇不當(dāng)會(huì)對(duì)診斷結(jié)果產(chǎn)生影響；系統(tǒng)診斷的推理過程及依據(jù)是隱式的往往難以理解；另外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)的接口不夠成熟無法全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)計(jì)算技術(shù)。
遠(yuǎn)程故障診斷是將故障診斷與網(wǎng)絡(luò)傳輸相結(jié)合可以采用實(shí)時(shí)診斷或電子郵件診斷。實(shí)時(shí)診斷是采用在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)工況現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測并將相關(guān)視頻資料傳給有關(guān)專家通過專家的分析判斷實(shí)現(xiàn)故障診斷。采用這種故障診斷方式可以集思廣益提高診斷結(jié)果的可靠性。而采用電子郵件的診斷方式是通過現(xiàn)場工作人員對(duì)檢測信息的整理以電子郵件的形式傳給診斷專家再根據(jù)專家回復(fù)意見展開下一步工作。這種方式提高了故障分析的準(zhǔn)確性但時(shí)效性較差。
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