[發(fā)明專利]一種細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310288930.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN103364159A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凌;密和康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江金鷹股份有限公司
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33228
• 代理人: 王樹鏞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置，特別涉及一種基于隱馬爾可夫模型的細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置。

背景技術(shù)

細(xì)紗機(jī)是紡紗廠的重點(diǎn)設(shè)備，細(xì)紗機(jī)羅拉，是細(xì)紗機(jī)實(shí)現(xiàn)紡紗功能的關(guān)鍵部件，其工作狀態(tài)對(duì)紡紗廠的紗線產(chǎn)量和質(zhì)量有重要影響。細(xì)紗機(jī)羅拉在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)發(fā)生羅拉彎曲、羅拉橢圓等故障，對(duì)紗線質(zhì)量有很大負(fù)面影響，而采用人工觀察方法無法及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)上述細(xì)紗機(jī)羅拉故障。

旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)是在監(jiān)測(cè)得到設(shè)備振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)或溫度信號(hào)等基礎(chǔ)上，由計(jì)算機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并根據(jù)模式識(shí)別技術(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障進(jìn)行檢測(cè)和診斷。近二、三十年以來，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)已逐步從實(shí)驗(yàn)研究邁向?qū)嶋H應(yīng)用階段。利用旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，是紡紗廠提高產(chǎn)品質(zhì)量控制能力的新需求。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，沒有關(guān)于細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷的實(shí)用新型和發(fā)明專利，只有少部分學(xué)者對(duì)紡紗設(shè)備的羅拉故障診斷技術(shù)進(jìn)行了初步的研究。吳懷彬等（吳懷彬等，上海紡織科技?,?2009,?37:?21-23）研究了在采集羅拉振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，根據(jù)時(shí)域和頻域的分析結(jié)果人工判斷紡紗機(jī)羅拉故障。該方法運(yùn)用過程中需要人工參與，不能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)紡紗機(jī)羅拉故障診斷，并且在羅拉故障樣本較多時(shí)所需處理時(shí)間較長(zhǎng)，要將近半小時(shí)，同時(shí)小波基的選取較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置，該裝置能夠?qū)α_拉橢圓和羅拉彎曲兩類故障進(jìn)行自動(dòng)診斷。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述目的，本發(fā)明一種細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置，包括振動(dòng)傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，振動(dòng)傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間通過信號(hào)線連接。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)有振動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件模塊、羅拉故障診斷軟件模塊和顯示軟件模塊，其特征在于：羅拉故障診斷軟件模塊包括信號(hào)幀截取子模塊、特征值計(jì)算子模塊和特征分類子模塊，三者之間通過電連接，分別完成信號(hào)幀截取、特征值計(jì)算和特征分類等三個(gè)處理，實(shí)現(xiàn)羅拉故障診斷辨識(shí)。

所述羅拉故障診斷軟件模塊采用的特征分類是基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的模式識(shí)別方法。

一種用于細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置的診斷方法，其特征在于如下步驟：

a振動(dòng)傳感器采集細(xì)紗機(jī)羅拉的振動(dòng)信號(hào)，并將所獲得的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集卡。

b數(shù)據(jù)采集卡將接收到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字化的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳送給振動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件模塊。

c針對(duì)從振動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件模塊讀取的特定長(zhǎng)度的振動(dòng)數(shù)據(jù)，首先由信號(hào)幀截取子模塊按照一定的幀長(zhǎng)和幀移，對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行幀截取，并將截取得到的各幀振動(dòng)數(shù)據(jù)傳送給特征值計(jì)算子模塊。

d特征值計(jì)算子模塊的作用是利用快速傅里葉算法進(jìn)行頻譜分析，得到若干個(gè)頻譜系數(shù)作為特征值，這些特征值組合為各幀振動(dòng)數(shù)據(jù)的特征向量，并將其傳送給特征分類子模塊。

e特征分類子模塊進(jìn)行特征分類處理過程，采用基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的特征分類，判斷羅拉當(dāng)前處于正常狀態(tài)還是羅拉橢圓或羅拉彎曲等故障狀態(tài)，并將羅拉故障信息傳送給顯示軟件模塊。

f顯示軟件模塊顯示和打印細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷結(jié)果。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：一種細(xì)紗機(jī)羅拉故障診斷裝置，這種故障診斷裝置根據(jù)模式識(shí)別的原理實(shí)現(xiàn)細(xì)紗機(jī)羅拉故障狀況的自動(dòng)診斷，利用快速傅里葉算法進(jìn)行頻譜分析并結(jié)合隱馬爾可夫模型進(jìn)行故障識(shí)別，使其具有識(shí)別率較高的優(yōu)點(diǎn)，是一種在線的細(xì)紗機(jī)羅拉故障自動(dòng)診斷裝置，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)同時(shí)故障反饋速度快。

附圖說明

圖1是本發(fā)明各模塊和子模塊之間的連接示意圖。

圖中：1、信號(hào)幀截取子模塊??2、特征值計(jì)算子模塊??3、特征分類子模塊??4、羅拉故障診斷軟件模塊??5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)??6、顯示軟件模塊??7、振動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件模塊??8、數(shù)據(jù)采集卡??9、振動(dòng)傳感器。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明包括三個(gè)組成部分：振動(dòng)傳感器9、數(shù)據(jù)采集卡8和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5。振動(dòng)傳感器9，實(shí)現(xiàn)采集細(xì)紗機(jī)羅拉的振動(dòng)信號(hào)，并將所獲得的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集卡8。

數(shù)據(jù)采集卡8將接收到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字化的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5。