神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法以及對(duì)空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)透平故障診斷

發(fā)布于：02-11

目前，比較流行和實(shí)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是BP網(wǎng)絡(luò)，其原理在許多文獻(xiàn)中均有詳述。按照調(diào)整誤差，BP算法可分為二種:平均值法、累加法和隨機(jī)法。平均值法以每次學(xué)習(xí)循環(huán)中各樣本均方誤差的平均值來調(diào)整權(quán)值;累加法則以每次循環(huán)中各樣本之和來調(diào)整權(quán)值;隨機(jī)法則是每學(xué)習(xí)一個(gè)樣本，用該樣本的誤差調(diào)整一次權(quán)值。
???從故障診斷角度看，隨機(jī)法更為適合。前兩種方法都著重考慮訓(xùn)練樣本的總體誤差效應(yīng)，而忽視了個(gè)體誤差效應(yīng)，容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)過度。且誤差調(diào)整量容易相互抵消，出現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的原地踏步，收斂不到全局最優(yōu)點(diǎn)。作為故障診斷，網(wǎng)絡(luò)的輸出并不要求特別高的精度，其目標(biāo)是鑒別出相應(yīng)的個(gè)體模式。隨機(jī)法則是根據(jù)單個(gè)樣本的誤差限逐個(gè)進(jìn)行調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，不僅避免了原地踏步，而且可通過任意精度達(dá)到全局最優(yōu)解，可以認(rèn)為，隨機(jī)法最適合于故障診斷。
???空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)透平故障診斷
???某空壓機(jī)系進(jìn)口設(shè)備，投入運(yùn)行以來狀態(tài)一直很好，某段時(shí)間其透平前后軸承振值出現(xiàn)周期性波動(dòng)，振值高時(shí)超過報(bào)警值;降荷運(yùn)行后振值有所下降，但下降不大，過一段時(shí)間，振值又升高，最高達(dá)到了跳車值，被迫停機(jī)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。另外，振值升高時(shí)，空壓機(jī)機(jī)殼和地基均感覺到有明顯振動(dòng)。
???為檢測(cè)透平故障，在空壓機(jī)振值大時(shí)對(duì)其進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試，測(cè)得其振動(dòng)時(shí)間波形和頻譜圖。
???時(shí)間波形近似為正弦波，但其上有鋸齒，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，懷疑是徑向碰磨和不平衡造成。從譜圖上看，譜峰比較豐富，高頻處存在峰值，這是碰磨較明顯的表現(xiàn)。下面用BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行診斷。
???采用BP隨機(jī)算法，對(duì)透平轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、基礎(chǔ)松動(dòng)共10種故障，用10類標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行訓(xùn)練，經(jīng)自動(dòng)選取隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)，得到一個(gè)8-8-10的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
圖1
???對(duì)頻譜進(jìn)行加權(quán)量化處理，得到待診斷的故障模式見表1，用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對(duì)表1的向量進(jìn)行診,診斷結(jié)果見表2。
表1
表2