關(guān)于灰色關(guān)聯(lián)度分析法的壓縮機(jī)故障診斷研究

摘 要：目的：研究壓縮機(jī)故障診斷中灰色關(guān)聯(lián)度分析法的應(yīng)用。方法：探討關(guān)聯(lián)度分析法在故障診斷中的應(yīng)用背景，總結(jié)出基于此方法的壓縮機(jī)故障診斷方法，然后通過對(duì)此方法的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，來實(shí)現(xiàn)關(guān)于灰色關(guān)聯(lián)度分析法的壓縮機(jī)故障診斷研究。結(jié)果：此方法可行。結(jié)論：將此方法應(yīng)用到故障診斷中，能夠讓故障診斷更加便捷、可靠。

關(guān)鍵詞：灰色關(guān)聯(lián);故障診斷;關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)度分析法是指一種通過用兩個(gè)因素變化發(fā)展趨勢(shì)的相似、相異程度，來評(píng)估這兩個(gè)因素之間關(guān)聯(lián)度的方法。將該方法應(yīng)用到故障診斷中，可以幫助人們通過分析當(dāng)前故障表象與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度，來判斷當(dāng)前故障的類型，為后續(xù)的故障檢修工作提供依據(jù)。

1研究背景

壓縮機(jī)系統(tǒng)可以被看做一個(gè)灰色系統(tǒng)，從理論上來說，將灰色關(guān)聯(lián)度分析法應(yīng)用到壓縮機(jī)故障診斷中是可行的。在此背景下，如果能夠?qū)⒃摲治龇☉?yīng)用到診斷中，就可以在無需深度檢查的情況下，確定故障類型，并基于此，制定相應(yīng)的排故方案，提高排故效率，同時(shí)，還可以將此方法應(yīng)用到壓縮機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)程序算法設(shè)計(jì)中，使得系統(tǒng)得以根據(jù)觀測(cè)到的故障征兆、表現(xiàn)，自動(dòng)、迅速地判斷出故障類型，并發(fā)出故障警報(bào)、運(yùn)行排故措施，提升機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行水平。

2研究過程

2.1思路和方法

2.1.1灰色關(guān)聯(lián)度分析故障診斷思路

首先，設(shè)立兩個(gè)數(shù)據(jù)序列，即參考序列、比較序列。其中，參考序列是反應(yīng)灰色系統(tǒng)行為特征的序列，而此次研究中的灰色系統(tǒng)為壓縮機(jī)系統(tǒng)，因此，該參考序列是反應(yīng)壓縮機(jī)系統(tǒng)故障特征的序列。而比較序列則是影響系統(tǒng)行為因素的序列，也就是標(biāo)準(zhǔn)故障模式特征序列?；疑P(guān)聯(lián)度分析法的作用原理就是通過衡量上述兩個(gè)序列的關(guān)聯(lián)度，來判斷故障類型，達(dá)到故障診斷的效果。在此過程中，可以設(shè)標(biāo)準(zhǔn)故障模式種類數(shù)量為m，每種模式的對(duì)應(yīng)特征向量元素有n個(gè)，由此即可得出標(biāo)準(zhǔn)故障模式特征序列，即比較序列為，

2.1.2灰色關(guān)聯(lián)度分析法有效性驗(yàn)證方法

為了驗(yàn)證上述灰色關(guān)聯(lián)度分析故障診斷方法的有效性，研究者準(zhǔn)備先根據(jù)壓縮機(jī)的故障表征，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)故障進(jìn)行診斷。然后通過實(shí)地的人工深度檢查操作，來驗(yàn)證故障診斷結(jié)果是否正確，由此得出此關(guān)聯(lián)度分析法的有效性和可靠性。但應(yīng)當(dāng)注意，必須嚴(yán)格按照現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)程、操作規(guī)范來進(jìn)行故障人工檢查，以保證該人工診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，在有效性驗(yàn)證中，還要注意，考慮到故障的發(fā)生勢(shì)必會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的軸承振動(dòng)烈度造成影響，因此，為了保證驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，研究者選用了0～ 3.9X，0.4～ 0.49X，0.5X，0.51～ 0.99X，1X，2X，3～ 5X，6～ zX，≥ zX這幾頻段下的振幅作為故障特征，其中，zX為齒輪嚙合頻率，并分別驗(yàn)證了不平衡、不對(duì)中、齒輪損壞等九個(gè)常見故障的灰色關(guān)聯(lián)度分析診斷結(jié)果的可靠性，以更加合理地驗(yàn)證灰色關(guān)聯(lián)度分析法在故障診斷中應(yīng)用的有效性。

2.2結(jié)果與分析

2.2.1故障診斷結(jié)果

經(jīng)過上述故障診斷，研究者發(fā)現(xiàn)，上述九種故障條件下，灰色關(guān)聯(lián)度分析法得出的故障診斷結(jié)果。由此可見，兩種診斷方法重復(fù)性較高，說明基于灰色關(guān)聯(lián)度分析法得出的故障判斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠，因此，此方法在壓縮機(jī)的故障診斷中具有可行性[1]。

2.2.2結(jié)果分析

根據(jù)上述研究結(jié)果，可以了解到，從整體來看，灰色關(guān)聯(lián)度分析法下的故障診斷自動(dòng)化水平更高，因此，效率也更高，能夠幫助人們快速排除壓縮機(jī)運(yùn)行中的故障，保持其的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

2.3討論

經(jīng)過上述研究和討論可見，灰色關(guān)聯(lián)度分析法在壓縮機(jī)故障診斷中的應(yīng)用具有高效、自動(dòng)化水平高、可靠等明顯優(yōu)勢(shì)。在此背景下，人們可以在壓縮機(jī)處安裝振動(dòng)頻率傳感裝置，用于捕捉故障特征信息，然后運(yùn)用基于灰色關(guān)聯(lián)度分析法設(shè)計(jì)出的運(yùn)算程序，以故障特征信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，由此得出故障診斷結(jié)果，這樣不僅能夠省去故障排除工作的人工現(xiàn)場(chǎng)檢查分析的程序，而且還可以提高排故的效率，提升壓縮機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行水平。此外，還可以直接將上述基于關(guān)聯(lián)度分析法的故障診斷程序設(shè)置到機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)架構(gòu)中，深入優(yōu)化機(jī)械作業(yè)的智能化水平，推動(dòng)壓縮機(jī)智能控制領(lǐng)域的發(fā)展[2]。

3.結(jié)論

綜上所述，將灰色關(guān)聯(lián)度分析法應(yīng)用到故障診斷中，有助于壓縮機(jī)運(yùn)行水平的提升。經(jīng)過上述研究，研究者發(fā)現(xiàn)運(yùn)用關(guān)聯(lián)度分析法得出的故障診斷結(jié)果，與深度檢查得出的故障診斷結(jié)果重復(fù)性較高，由此可知，將該方法應(yīng)用到壓縮機(jī)故障診斷中，可以提高故障診斷的效率和效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗茺.基于PCA-LSSVM算法的礦用空壓機(jī)故障診斷模型[J].山東化工，2020，49（14）：120-121+123.

[2]楊燁，何靖怡，李杰.基于灰色關(guān)聯(lián)分析法的溶液泵振動(dòng)分析[J].天然氣與石油，2019，37（02）：50-55.

作者簡(jiǎn)介：

胡雄（1985年10月），男，湖南湘潭人，本科，中級(jí)工程師，壓縮機(jī)故障診斷方向.