后非線性盲源分離算法及其應(yīng)用研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械在核電廠中大多承擔(dān)動(dòng)力輸送和能量轉(zhuǎn)換等重要功用，是核電廠中主要的振動(dòng)來(lái)源之一。這類設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行狀態(tài)下部件高速運(yùn)轉(zhuǎn)，易發(fā)生老化，一旦發(fā)生故障會(huì)造成嚴(yán)重的后果，其運(yùn)行狀態(tài)與產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)之間具有較為密切的關(guān)系。因此，振動(dòng)信號(hào)分析在核電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷中占有重要地位。實(shí)際測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)并非來(lái)自單一振動(dòng)源的信號(hào)，而是來(lái)自多個(gè)未知振動(dòng)源的復(fù)雜混合信號(hào)。進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)分析前需要進(jìn)行振動(dòng)源識(shí)別，以區(qū)分振動(dòng)信號(hào)來(lái)源。
　　盲源

2、分離（Blind Source Separation, BSS）是一種在源信號(hào)和信號(hào)間的混合方式均未知的情況下，根據(jù)某些條件和假設(shè)，從監(jiān)測(cè)到的混合信號(hào)中分離出源信號(hào)的有效方法。在本研究中，建立了基于BSS技術(shù)的多級(jí)離心泵振動(dòng)噪聲源有效識(shí)別的方法。針對(duì)多級(jí)離心泵等復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備發(fā)出的振動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)不明確、觀測(cè)信號(hào)混合方式較復(fù)雜等特點(diǎn)，在充分研究了BSS模型、獨(dú)立性判據(jù)及學(xué)習(xí)算法基礎(chǔ)上，選擇了后非線性混合模型作為研究的基礎(chǔ)，研究并對(duì)比了JAD

3、E-SOBI聯(lián)合算法和基于負(fù)熵的FastICA算法兩種線性BSS算法，選擇JADE-SOBI聯(lián)合算法應(yīng)用到后非線性BSS的線性化環(huán)節(jié)中。研究了基于最小化互信息的多層感知器算法和幾何算法兩種后非線性 BSS算法并分別進(jìn)行了優(yōu)化，用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)這兩種算法并各自實(shí)現(xiàn)了對(duì)后非線性混合信號(hào)的分離。
　　根據(jù)核動(dòng)力系統(tǒng)用泵類型及布置特點(diǎn)，選取臥式節(jié)段型多級(jí)離心泵作為分析對(duì)象，為了獲得多級(jí)離心泵的振動(dòng)特征和信號(hào)，運(yùn)用有限元方法對(duì)其進(jìn)行了

4、靜力結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)分析，首先運(yùn)用Pro/Engineer建立多級(jí)離心泵的三維模型，運(yùn)用ANSYS Workbench中的相關(guān)模塊分析得到了多級(jí)離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的最大應(yīng)力和應(yīng)變產(chǎn)生位置，前6階模態(tài)的固有頻率、以及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各主要部件的振動(dòng)情況，并合理布置測(cè)點(diǎn)獲取了振動(dòng)仿真信號(hào)。基于后非線性模型獲得了混合信號(hào)，并用上述后非線性BSS算法進(jìn)行了成功分離，結(jié)合研究過(guò)程中所有仿真分離試驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程和結(jié)果，分析了兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并給出了下一步的改