设计研究
文章编号：10062971(2013)06001204
混沌分形理论在往复压缩机气阀故障诊断中的应用
丛蕊，杨雨需，乔磊，张威（东北石油大学，黑龙江大庆163318）
摘要：提出用关联维数来定量描述往复压缩编机气阔的工作状态，进而对气阅进行故障诊断。首先采用基于经验模态分解和奇异谱分析的基本思想，对气阅不同状态下的信号进行降踩处理，然后计算了信号的关联维数。分析结果表明，气阔不同运行状况对应的关联维数明显不同，固此可以用关联维数作为气阅不同工作状态的特征参数，从而提高了设备故障诊断的准确率。
关键调：关联维数；EMD；降噪；往复压缩机气阀；故障诊断
中图分类号：TH457
文献标志码：A
Application of ChaosandFractal Theory intheFault Diag nosis ofReciprocating CompressorGas Valves
CONG Rui, YANG Yu-he,QIAO Lei,ZHANG Wei(Northeast Petroleum University , Daqing 163318, China)
Abstract:This paper puts forward a new fault diagnosis approach based on fractal dimension for reciprocating compressor gas valves. Using the theory of empirical mode decomposition and singular spectrum analysis ,the noise reduced processing for signals of valve under different conditions is carried out.And the signal fractal dimension is then calculated.Analysis result shows that valve for differ-ent operating conditions corresponding fractal dimension is significantly different,so fractal dimension can be used as valve character-istic parameters of the dfferent working conditions,in order to improve the accuracy of fault diagnosis rate.
Key words: fractal dimension; EMD (Empirical Mode Decomposition);noise reduction; gas valves of reciprocating compressor;fault diagnosis
1引言
气阀是往复压缩机最重要的部件之一，气阀故障是易发故障，气阀一旦发生故障，将使压缩机丧失换气功能，不能正常工作，因此，及时、准确地对气阀进行故障诊断是非常必要的。为了不破坏压缩机的结构，影响其正常工作，通常在压缩机的外壳上提取气阀故障信号，所获得的振动信号不仅表现出强非线性、非平稳性特性，而且混有大量的背景信号和噪声信号，利用时频分
收稿日期：2013-06-05
基金项目：黑龙江省普通高等学校化工过程机械重点实验室开放课
题资助项目；国家大学生创新创业训综计划项目 12m质馆机梵术
析方法目只能定性地分析其故障特征，效果不是十分明显。关联维数可以定量分析非线性系统的工作状态，李琳图、马辉3已经将关联维数应用到齿轮和转子系统的故障诊断中。
为了保证关联维数计算结果的准确性，如何准确地从获得的一维振动数据复现原动力系统，即相空间重构显得至关重要，而数据的“干净” 程度直接影响重构效果，因此，必须别除实测压缩机振动信号中的背景信号和噪声信号。由于振动信号的强非线性，利用传统的线性滤波方法所起的不滤波效果并不是十分明显，并且容易造成信号畸形。
2013年06期（总第242期）显