基于粗糙集属性约简的故障诊断方法研究.pdf

第31卷专辑 南昌大学学报(理科版) V01．3l suppl 2007年7月 Joumalof Science) Jul．2007 Nanch鲫gUniversity(Nalural 文章编号：l006一0464(2007)专辑一0034—03 基于粗糙集属性约简的故障诊断方法 王启志8，王晓霞6 (华侨大学a．机电及自动化学院．b．信息与工程学院，福建泉州362021) 摘要：提出了基于粗糙集理论的故障诊断规则获取方法。粗糙集理论是一种新的数据分析和处理方法，通过粗 糙集理论可以进行故障数据的诊断工作。该方法通过决策系统的可辨识矩阵计算核和所有的约简集对旋转机械 故障诊断决策进行了约简，并由约简得到最优诊断规则。 关键词：故障诊断；粗糙集；旋转机械；分辨矩阵 中图分类号：TPl8 文献标识码：A 1 粗糙集基础知识 2旋转机械常见故障 粗糙集(RougIlsets)概念是由PawlakZ．于19822．1转子不平衡【4】 年提出，他的基本思想是通过案例库的分类归纳出 转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部 概念和规则。粗糙集的贡献是给出特征变量的约简 件出现缺损造成的。 与核心，简化了概念的分类特征，也简化了规则的表 2．2不对中 示。这不仅使概念和规则表述得清晰简明，而且使 由于机器的安装误差、工作状态下热膨胀、承载 人们对概念与规则有了本质性的认识。 后的变形以及机器基础的不均匀沉降等，有可能会 1．1粗糙集基本概念 造成机器工作时各转子轴线之间产生不对中。 给出【l-21集合边界区定义为Bnd(X)=R(x)2．3油膜振荡 一R(X)。如果Bnd(X)是空集，则称X关于R是清工作转速升高，轴颈半速涡动频率也不断升高， 晰的；反之，如果Bnd(x)非空，则称X为关于R的 使转子振动加剧。若继续提高转速，则转子的涡动 粗糙集。 频率保持不变，始终等于转子的一阶临界转速，这种 1．2知识约简 现象称为油膜振荡。 知识约简是粗糙集理论的核心内容之一。众所 2．4喘振 周知，知识库中知识(属性)并不是同等至要的，甚 对于一个确定的转速，总对应—个流量值，压缩 至于某些知识是冗余的。所谓知识约简【3】，就是在 机效率达到最高点，当流量大于或小于此值时，效率 保持知识序分类能力不变的条件下，删除其中不相 都将下降。 关或不重要的知识。 2．5碰摩 知识约简中有两个基本概念：约简(reduction)轴封、级间密封、油封间隙和叶片顶隙中过小的 和核(core)． 小间隙除了会引起流体动力激振之外，还会发生转 作如下定义： 子与静止部件的摩擦。轻则引发密封件的摩擦损 如果每一个r∈R都为R中必要的，则称R为伤，重则发生转子与隔板的摩擦碰撞，造成严重事 独立的；否则称R为依赖的。 故。 设Q∈P．如果Q是独立的．ind(Q)=ind(P)，