進階搜尋


 
系統識別號 U0026-0812200914285836
論文名稱(中文) 機械系統線上性能評估與異常診斷
論文名稱(英文) On-line Performance Assessment and Fault Diagnosis of Mechanical System
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 製造資訊與系統研究所碩博士班
系所名稱(英) Institue of Manufacturing Information and Systems
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生(中文) 劉憲正
研究生(英文) Hsien-Cheng Liou
學號 P9695102
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 59頁
口試委員 口試委員-蔡明祺
召集委員-郭興家
口試委員-蕭庭郎
指導教授-陳響亮
中文關鍵字 小波包能量法  主成分分析  區別分析  貝氏網路 
英文關鍵字 Wavelet Packet Energy  Principal Component Analysis  Discriminant Analysis  Bayesian Network 
學科別分類
中文摘要 本研究整合感測器、信號擷取設備、工業電腦與機械健診軟體,開發一套機械線上性能評估與異常診斷系統,協助工程人員預測機械狀況。利用感測器擷取的物理量進行信號處理,並使用小波包能量法( Wavelet Packet Energy )從非穩態信號中進行特徵的萃取,配合主成份分析( Principal Component Analysis )做特徵選取,結合多變量分析與資料探勘技術,建置系統偵測與診斷模型。本研究以區別分析( Discriminant Analysis )建立機械性能評估之線上預測系統,能立即判別機械性能為何。當機械狀態發生異常時,便啟動貝氏網路( Bayesian Network )建構錯誤診斷模型,判斷機械可能發生錯誤或故障的原因,協助設備人員立即進行維修動作。最後將系統應用於工具機的風扇馬達、高速主軸與交流馬達,實驗結果顯示該理論能有效地診斷機械性能,具有高度的準確性。
英文摘要 This research integrates sensors, signal acquiring equipment, industry computer and mechanical health diagnosis software to develop an on-line performance assessment and fault diagnosis system for a mechanical system. It assists an engineer to predict the condition of a mechanical system. The physical quantities are acquired from the sensors, such as accelerometers and thermocouples. The theory of Wavelet Packet Energy is applied to extract features from the non-stationary signals, and Principal Component Analysis is used to select features form wavelet node energy. This research establishes the on-line predictable system of mechanical performance assessment by the Discriminant Analysis. It can differentiate the instance mechanical performance. When any faults occur, the system will compare the failure with the diagnosis models created by Bayesian Network to judge what type of mistake it is? Finally, the system is applied to the machining center, including the motor of ventilator, the high speed spindle and the AC motor. According to the experiment results, this theory can diagnose the condition of a machine with high accuracy.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
符號表 IX
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 1
1-3 文獻回顧 2
1-4 章節概要 6
第二章 研究理論與方法 7
2-1 研究理論 7
2-2 小波理論 8
2-2-1 希伯特空間 8
2-2-2 小波函數 9
2-2-3 小波轉換 10
2-2-4 近似空間與細節空間 11
2-2-5 小波包轉換 13
2-2-6 小波包能量法 17
2-3 主成份分析 18
2-4 區別分析 21
2-5 貝氏網路 23
第三章 系統架構與流程規劃 27
3-1 實驗系統架構 27
3-2 實驗流程規劃 29
第四章 實驗結果與討論 32
4-1 線上人機檢測系統 32
4-2 實驗結果 34
4-2-1 實驗一:風扇馬達 35
4-2-2 實驗二:高速主軸 42
4-2-3 實驗三:交流馬達 49
第五章 結論與建議 55
5-1 結論 55
5-2 建議 56
參考文獻 57
參考文獻 [1] W. X. Sun, J. Chen, L. W. Wu, X. Wu, “Rotor Fault Diagnosis based on PCA and Decision Tree,” Journal of Vibration and Shock, Vol.26, No.3, pp.72-74, 2007.
[2] 洪瑞廷,以小波包轉換與貝式分類法進行機械性能評估,國立成功大學製造工程研究所碩士論文,2007。
[3] L. Liao, B. Huang, J. Lee, “Logistic Regression-based Machine Health Assessment Method on Application of Smart Machine Tool,” International Manufacturing Leaders Forum, 2006.
[4] 陳建霖,探討聲射訊號與微銑削刀具狀態之關聯,國立高雄第一科技大學機械與自動化工程所碩士論文,2006。
[5] K. Wang, Y. X. Zhang, J. Li, “Study on Diagnosis Method of Gear Fault Based on Support Vector Machine,” Journal of Vibration and Shock, Vol.25, No.6, pp.97-99, 2006.
[6] J. Yan, J. Lee, “Degradation Assessment and Fault Modes Classification Using Logistic Regression,” Journal of Assessment and Manufacturing Science and Engineering, Vol.127, pp.912-914, 2005.
[7] 謝濬鴻,小波理論於管結構損壞識別之應用,國立交通大學土木工程研究所碩士論文,2004。
[8] 劉麒峰,以貝氏網路為基礎的國中數學相關因素預測及診斷系統,淡江大學資訊工程研究所碩士論文,2004。
[9] 張結雄,使用主成份轉換及貝氏網路方法於離子植入製程之錯誤偵測與診斷,國立交通大學電機與電控工程研究所碩士論文,2001。
[10] 范逸之、鍾裕亮,遠端振動監控之應用與實務,機械工業雜誌,Vol.219,pp.141-147,2001。
[11] M. R. Bai, Ilong Hsiao, Hsuming Tsai, Chinteng Lin, “Development of an on-line Diagnosis System for Rotor Vibration Via Model-Based Intelligent Inference,” Acoustical Society of America, Vol.107, pp.315-323, 2000.
[12] 周貽灣、王振而,工具機振動量測、原因分析、故障診斷與健康監測,中華民國振動與噪音工程學會論文集,pp.79-88,1998。
[13] 錢宏泰,小波轉換應用於平板破損偵測之研究,國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,2005。
[14] W. Li, D. Li, J. Ni, “Diagnosis of Tapping Process using Spindle Motor Current,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol.43, pp.73-79, 2003.
[15] Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods, Digital Image Processing, Prentice-Hall , Inc. , 2002.
[16] S. Mallat, A Wavelet Tour of Signal Processing, Academic Press, 1998.
[17] J. G. Yang, Wavelet Analysis and Its Engineering Application, China Machine Press, 2005.
[18] 林彥宏、張結雄,資料挖掘技術使用在離子植入機製程之配方分類系統研究,機械工業雜誌,Vol.228,2002。
[19] 張建邦,多變量分析,三民書局股份有限公司,1997。
[20] 沈明來,實用多變數分析,九州圖書文物有限公司,2007。
[21] 楊浩二,多變量統計方法,華泰書局,1995。
[22] 徐美珍,企業財務危機之預測,國立政治大學統計研究所碩士論文,2004。
[23] Stuart Russell, Peter Norvig, Artificial Intelligence: A Modern Approach, Prentice-Hall , Inc. , 1995 .
[24] Todd A. Stephenson, “An Introduction to Bayesian Network Theory and Usage,” IDIAP Research Report 00-03, 2000.
[25] 蘇祐萱,貝氏網路於輔助盈餘預估分析之研究,元智大學資訊管理研究所碩士論文,1999。
[26] R. R. Coifman, M. V. Wickerhauser, “Entropy-Based Algorithms for Best Basis Selection,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol.38, No.2, pp.713-718, 1992.
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2013-08-18起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2013-08-18起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw