基于BP神经网络的行星齿轮箱故障诊断

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangbao_2002
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
行星齿轮箱是许多机器设备中都会使用的部件,对于机器的正常运转具有重要的作用。然而由于长时间在恶劣条件下的工作,行星齿轮箱非常容易发生各种故障。因此,对行星齿轮箱进行故障诊断是非常必要的。
  目前行星齿轮箱的故障诊断主要是信号处理方法,包括时域、频域和时频法,这种方法非常依赖于专业的知识和经验。本文采用BP神经网络对行星齿轮箱进行故障诊断,利用BP神经网络的非线性映射能力,对采集的信号和故障类型之间进行一一对应。本文的主要工作包括:
  1)对行星齿轮箱进行了系统和全面的分析,包括行星齿轮箱的构造、传动比、振动机理和故障分析。确定了研究对象为行星齿轮箱太阳轮的故障,在此基础上对行星齿轮箱太阳轮局部故障点啮合位置进行了详细分析,并推导了啮合点位置变化周期公式。
  2)对实验台进行了简单的介绍,主要是概述了实验台各个部件的作用。然后根据研究对象为行星齿轮箱的太阳轮故障,设计了实验方案采集包括正常、缺齿、磨损、齿根裂纹、疲劳剥落共计5种故障类型的振动信号,并完成了实验和数据的采集工作。
  3)根据采集的振动信号设计了BP神经网络模型。以实验中采集的振动信号作为输入,对应的故障类型作为输出;将采集的每种振动信号分成1000组,每组包含512个点,因此样本数为5000,BP神经网络的输入层节点为512,输出层节点为5。为了简化网络只选择了一个隐含层,根据输入层和输出层的节点数选定初始的隐含层节点数。选择初始的激活函数为sigmoid函数,损失函数为均方误差MSE,优化器为随机梯度下降算法SGD。
  4)编写程序在Python软件平台上运行结果,并对BP神经网络模型进行了优化。最终优化结果:隐含层节点数为300,激活函数为relu函数,损失函数为二元交叉熵binary_crossentropy,优化器为随机梯度下降算法SGD。
其他文献
对重要能量转换装置的燃气轮机的研究对国防军事及工业领域具有重要意义。燃烧室是燃气轮机的重要组成部件,其性能的提升是燃气轮机技术中的重要课题。先进燃气轮机的燃烧室应在宽广的工作包线内同时具备燃烧效率高、总压损失低、燃烧稳定性好、出口温度分布均匀等性能。传统的燃烧室无法同时满足上述各项要求,因此有必要对新型燃烧室进行研究及探索。本文以三通道环形驻涡燃烧室(TATVC)为研究对象,采用理论分析、数值模拟
基于火星探测的原位资源利用,提出了以Mg粉为燃料,火星大气中CO2为氧化剂的粉末燃料冲压发动机。粉末燃料冲压发动机是一种新型冲压发动机,其不仅具有液体燃料冲压发动机推力可调、高比冲的优点,还具有固体火箭冲压发动机结构简单、高可靠性的优点。  在粉末燃料冲压发动机应用背景、研究现状的基础上,本文通过数值模拟的研究方法,采用Realizablek-ε湍流模型,以及以King的Mg粉/CO2燃烧两区域反
随着现代科学技术不断发展,陶瓷基复合材料(CMCs)是近几年兴起的新材料之一。相比其他金属材料,陶瓷基复合材料具有高比强度、高比模量、抗腐蚀、抗氧化和耐高温、耐磨损、耐膨胀系数小等优异性能,因此在航空、航天有着广泛的应用空间。随着陶瓷基复合材料在航空发动机上应用越来越广泛,陶瓷基复合材料面临其内部损伤而性能降低,因此本文主要针对陶瓷基复合材料内部损伤与固有频率进行检测与分析研究。  本文首先介绍了
随着民航飞机适航审定关于噪声要求的逐渐提高,民用航空发动机的噪声问题在发动机的研发过程中占有重要的地位,发动机噪声是否达标成为装备该型发动机的飞机能否取得适航证的先决条件,也是现在飞机设计面临的重要问题之一。对于安装现在大涵道比涡扇发动机的飞机来说,风扇噪声成为主要噪声源。从声源上降低风扇噪声需要改变叶片结构或数量,难度较大。目前最简便的方式还是从传播途径上降低风扇噪声,在进出口管道上附加消声器这
随着防空武器的迅猛发展,用于检测其性能的靶机也取得了长足的发展,发动机作为靶机的核心部分,承担着靶机满足不同检测需求的重担,同时也是靶机成本的一大支出。为了降低靶机成本,同时提高靶机发动机的推重比,提高靶机性能,建立了基于固体火箭引射式发动机(以下简称发动机)模型,发动机结构主要包括固体火箭和再燃室。相较于靶机传统动力装置,包括螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机以及火箭发动机,发动机具有结构轻巧,推重比
倾转翼飞机是一种类似于倾转旋翼机的飞行器,其区别在于倾转翼飞机的部分固定翼会与旋翼一同倾转,这种设计避免了打在固定翼上的旋翼下洗流造成升力损失。也正是由于这种设计,造成了更复杂的气动结构特性,使得倾转翼飞机的控制更为困难。因此,倾转翼飞机的平稳控制是目前倾转翼飞机设计中的重点和难点。本文主要研究倾转翼飞机的纵向过渡段控制问题。  无模型自适应控制是一种数据驱动控制,由于这种控制方案只需要系统的输入
随着四旋翼飞行器在人们日常生活中的普及,在生活中的各个领域都有其身影,如电力巡线、农业植保、消防灭火和航拍检测等专业领域。四旋翼飞行器集合了电子、通信、机械、控制与导航等众多关键技术,越来越多的科研机构与高校开始了对四旋翼飞行器的控制研究。四旋翼飞行器是一个非线性、强耦合、多变量的欠驱动系统,同时四旋翼飞行器在实际飞行中,绝大部分采用的是普通PID控制,这种控制方法容易实现、控制参数较少、稳定性较
飞机作为目前最快的一种交通出行方式,而飞机乘客座椅是旅途中与人体接触最密切的部件,其舒适性也在不断地提升,但乘客地“坐”不舒适性仍然存在。在国内支线航班的经济舱座椅中,乘客面临IFE显示器高度、不可调节飞机餐桌板高度与座椅间距以及椅面高度仍存在不匹配的问题,长期使用与人体尺寸不匹配的座椅容易导致身体健康受到威胁而引起不适,同时国内学者较少从人的心理和生理方面探讨IFE和餐桌板的布局对舒适性的影响,
蜂窝夹层板是一种具有良好的隔声性能的结构,被广泛的运用于航空航天、建筑、车辆等领域。传统对于蜂窝夹层板材料的声学性能研究主要集中其隔声性能。但蜂窝夹层结构作为一种周期性结构,结合微穿孔板一起使用,可使蜂窝-微穿孔板复合结构获得良好的吸声性能。本文着重提出一种可调吸声频带的蜂窝-微穿孔板复合结构设计方法。  本文首先对蜂窝夹层板结构以及微穿孔板结构等隔、吸声材料的优缺点进行了介绍,并且使用声电类比法
微型扑翼飞行器是20世纪90年代新型的一种飞行器结构。近年来,随着仿生学和计算流体力学的发展,使得微型扑翼飞行器在军事领域和民用领域都表现出了广阔的应用前景。因此,微型扑翼飞行器成为了近几十年来热门的研究之一。蜻蜓,作为自然界优秀的飞行能手,拥有前飞、滑翔、悬停等多种飞行模式,其卓越的飞行能力使它成为仿生学研究的热门对象。蜻蜓在前飞过程当中,翅膀的扑动主要受前飞速度、扑动频率、双翅扑动时还会受相位