矿井提升机制动系统故障诊断研究

【摘要】制动器是矿井提升机的关键部件,在矿井提升机的正常制动过程和紧急制动过程中都起到重要作用,因此制动器工作性能对于矿井安全生产具有十分重要的意义。而长时间的高负载工作使制动器的各部件性能出现不可避免的衰退,严重时会出现故障,引发生产事故。在国家863课题(2012AA06A404)“特大型矿井提升系统关键设备的研制”的支持下,本文对矿井提升机制动器的主要故障及故障诊断研究现状进行了总结,根据现有诊断方法的不足提出了研究内容和目标。具体的工作内容如下：1.选择AMEsim软件作为仿真平台,可以调用成熟的模块构建制动系统仿真模型,能够灵活选择模块模型和参数,对制动系统的工作机理有了深刻认识。搭建了液压制动器实验平台,包含液压盘式制动系统和信号采集系统。通过实验平台可以采集制动器实际工作过程中的信号来验证故障诊断方案。2.提出了一种基于DBSCAN聚类算法的弹簧刚度在线监测方法。通过DBSCAN算法对动态过程中压强信号聚类,对闸瓦状态进行分类,提取出闸瓦在间隙间运动过程中的信号,然后通过回归估计弹簧刚度。根据制动器运行机理和仿真平台上所采集信号提出监测方法后,在制动器实验平台上对方法进行了验证,并根据制动器实际工作情况改进了方法。3.提出了一种液压缸卡缸故障检测方案。根据不同的摩擦阻力分布,分类讨论了卡缸故障信号。研究了卡缸故障对残差的影响,提出通过回归所得常数项系数和残差特定频率段能量占总能量的比例来确定摩擦阻力的变化。通过检测残差信号的奇异性来确定摩擦阻力在行程内是否发生突变。4.提出了一种在线诊断液压油混入空气和液压缸泄漏故障的方法。根据液压缸机理模型推导出能够反映两种故障的特征信号,接着基于特征信号提取出与故障幅值和类型相关的特征参数,选择支持向量机分类器进行故障分类。最后给出了故障诊断方案,并通过仿真平台验证了故障诊断方案的有效性。
【作者】练睿；
【导师】卢建刚；徐正国；
【作者基本信息】浙江大学，控制工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】制动器故障诊断；DBSCAN聚类算法；线性回归；奇异性检测；支持向量机分类器；

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