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摘要汽轮机发电机组是电力生产重要设备，由于其设备结构的复杂性和运行环境的特殊性，汽轮发电机组的故障率一直比较高，故障危害性也大。
因此，汽轮发电机组的故障诊断一直是故障诊断技术应用的一个重要方面。
汽轮机振动是影响机组安全运行的一个重要指标。
产生振动的原因是多种多样的，可以是某一个因素引起的，也可以是多方面因素引起的（其中故障更是导致振动异常的主要因素）。
且许多故障的征兆很相似，这就给振动分析和故障诊断工作带来很大困难。
汽轮机振动信号中一般含有大量的噪音，要求对振动信号进行消噪，还有对信号处理，快速傅氏变换（FFT），是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。
它对傅氏变换的理论并没有新的发现，但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换，可以说是进了一大步。
然而，快速傅里叶变换的产生，使得傅里叶变换大为简化，在不牺牲耗电量的条件下提高了系统的运算速度，增强了系统的综合能力，提高了运算速度，因此快速傅里叶变换在生产和生活中都有着非常重要的作用，对于学习掌握都有着非常大的意义。
关键词：故障诊断振动监测汽轮机快速傅里叶变换ABSTRACT:KEYWORD:目录摘要ABSTRACT第一章绪论 41.1汽轮机组振动监测与故障诊断的概况 (4)1.2汽轮机发电机组故障诊断处理的意义 (5)1.3 国内外汽轮机组故障诊断处理发展状况 (6)1.4快速傅立叶变换（FFT）应用于汽轮机故障诊断的简介 (6)第二章汽轮发电机组常见的故障诊断技术 (7)2.1 汽轮机组常见的故障类型及产生的原因 (7)2.2常见故障诊断技术与方法的介绍 (9)2.3故障诊断的步骤 (10)第三章简介几种信号处理方法 (11)3.1时域分析法 (11)3.2频域分析法 (17)3.3倒频谱分析法 (26)3.4时频分析法 (31)3.4.1传统的时频分析方法 (31)1 短时傅立叶变换 (31)2 Wigner-Ville 分布 (31)3 小波分析 (31)3.4.2基于经验的模式分解及其希尔伯特变换谱 (32)1 瞬时频率与希尔伯特变换 (32)2 基于经验的模式分解(EMD)及希尔伯特时频谱 (33)3 该方法研究的有关问题 (34)4 希尔伯特谱的边界谱特性 (35)第四章快速傅里叶变换 (36)4.1 引言 (36)4.2傅立叶分析的类别及其联系 (37)4.2.2连续非周期信号的傅立叶变换 (37)4.2.3离散周期信号的傅立叶级数 (37)4.2.4离散非周期信号的傅立叶变换 (38)4.2.5离散傅立叶变换 (38)4.3快速傅立叶变换的算法分析 (38)4.3.1快速傅立叶变换提出的原因 (39)4.3.2快速傅立叶变换的原理 (39)4.3.3 FFT的特点和规律 (39)4.4基2 快速傅立叶算法分析 (40)4.5快速傅立叶算法的实现 (40)4.3 FFT的实际应用 (42)4.7总结 (45)第五章结论 (46)参考文献 (47)第一章绪论1.1汽轮机组振动监测与故障诊断的概况振动是直接关系到汽轮机发电机组正常运行的一项重要指标。
摘要随着科学技术的发展，机械设备的可靠性、可用性、可维修性与安全性的问题日益突出，从而促进了人们对机械设备故障机理及诊断技术的研究。
汽轮发电机组是电力生产的重要设备，由于其设备结构的复杂性和运行环境的特殊性，汽轮发电机组的故障率部低，而且故障危害性也很大。
汽轮机作为火力发电中的重要机组部件，安全稳定运行是电厂维护部门的工作重点，加强电厂汽轮机常见故障分析与排除的学习，提高电厂维修能力是发电厂维护部门现阶段的首要任务。
关键词：汽轮机检修燃气轮机1 绪论 (1)1.1 汽轮机简介 (1)1.2 汽轮机的作用及分类 (1)1.2.1 汽轮机的作用 (1)1.2.2 汽轮机的分类 (1)2 掌握工作中的安全注意事项 (2)2.1检修前注意事项 (2)2.2燃机操作注意事项 (2)2.3燃机运转操作规定 (2)2.4防止燃气轮机发生二次燃烧事故措施 (3)3 汽轮机检修 (4)3.1汽轮机的工作原理 (4)3.2汽轮机检修准备 (4)3.3检修阶段 (5)4 燃汽轮机检修 (8)4.1燃气轮机的工作原理 (8)4.2燃气轮机检修的重要性 (9)4.3燃气轮机的检修方法 (10)5 结论 (14)5.1致谢 (14)5.2参考文献 (14)1 绪论1.1 汽轮机简介汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。
它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。
汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。
汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。
汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。
一. 军事需求与国内外研究状况（一）军事需求（二）国外研究现状（三）国内研究现状（四）主要差距（五）本单位研究基础二. 研究目标、研究内容与技术指标（一）研究目标本报告以舰用燃气轮机为研究对象，设计相应的数据采集系统，在分析不同故障机理的基础上，选择合适的故障诊断算法，建立舰用燃气轮机的故障诊断模型，完成舰用燃气轮机故障诊断方案的设计，以期实现满足工程要求的故障预诊断准确率，为实现舰用燃气轮机健康状态提供依据。
跟踪和分析国外先进舰用燃气轮机健康状态监测评估及预警技术发展状况，根据燃气轮机对健康状态监测评估及预警的要求和技术指标，完成舰用燃气轮机健康状态监测评估及预警系统设计技术研究。
以某型舰用燃气轮机为具体研究对象，设计舰用燃气轮机健康状态监测评估及预警系统，集成先进的燃气轮机主机和各系统的故障诊断的关键技术，实现舰用燃气轮机健康状态监测评估及预警效能。
（二）研究内容舰用燃气轮机故障预测方案的研究是舰用燃气轮机健康状态监测评估及预警技术研究的重要部分，主要研究内容如下:1. 对故障诊断方法进行探讨和研究。
选择舰用燃气轮机的故障预测算法，常用的如有神经集成网络算法，EMD-AR模型和灰色关联度诊断算法，支量向量机算法，研究算法可行性，及误差级别。
2. 对故障诊断的模型进行研究，建立多种故障诊断模型，运用合适的算法进行验证其可靠性，选出最佳故障诊断模型。
3. 故障诊断机理研究，弄清诊断的原理。
4. 故障诊断软件包研究，研究该算法的原理与编程实现，并通过仿真试验验证其有效性。
（三）关键技术对舰用燃气轮机健康状态进行全面监测，确定舰用燃气轮机健康状态主要影响因素，综合分析舰用燃气轮机结构特性和工作机理，设计先进的故障诊断算法，构建适合工程应用的故障诊断模型，深入分析舰用燃气轮机常见的故障模式，研究故障形成机理，设计故障推理机与专家系统，实现及时准确的对燃气轮机进行故障诊断，降低虚警率，提升系统安全性。
因此，舰用燃气轮机故障诊断技术是舰用燃气轮机健康状态监测、评估及预警的关键技术之一。
燃气轮机故障诊断技术燃气轮机故障诊断技术摘要：本文主要探讨了燃气轮机故障诊断技术在国内外的探索情况，进而分析了燃气轮机故障的常见类型和主要的问题，最后重点分析了当前燃气轮机故障诊断的智能技术。
关键词：燃气轮机，故障诊断技术，故障树，检修前言在燃气轮机运行的过程中，依然存在很多的故障问题，如果不能够采取有效的故障诊断技术，就难以保证燃气轮机故障的有效解决，所以，分析燃气轮机故障诊断技术非常有必要。
1、燃气轮机故障诊断技术故障树法和条件准则法在燃气轮机故障诊断中的应用1．1建立燃气轮机失效故障树本研究从燃气轮机的主要故障机理及失效模式入手，通过研究分析工程实践中记录的燃气轮机故障失效模式及现场维修案例，寻求燃气轮机故障案例的直接原因、间接原因，乃至根本原因，从分析失效因果关系中的顶事件开始直至寻找导致故障发生的底事件，由果及因、自下而上进行，以5类常见的故障失效模式(启动系统、轴承故障、叶片断裂、控制系统故障和燃烧室故障)为中间事件，以循序渐进地找出每类事件发生的所有可能出现的原因，并分解到基本事件为止。
由于燃气轮机的故障特点与其他动力设备的故障特点存在一定不同，燃气轮机各组件之间存在复杂的逻辑关系，从而产生复杂故障模式关系;同时，燃气轮机的故障具有很大的随机性和突发性。
故障树分析法能够根据故障产生和发展的逻辑关系以及故障模式关系进行故障树分析，并得到系统所有的故障原因和故障发生部位。
因此，故障树分析法比较适合于燃气轮机的故障诊断研究。
1.2基于条件规则的燃气轮机故障树法研究由于传统的燃气轮机故障树法存在一定的模糊性和不确定性，对故障诊断结果的精度产生不良影响，本研究提出一种基于条件规则的燃气轮机故障树法对传统的燃气轮机故障树法进行技术改进，以提高故障诊断结果的精度。
基于条件规则的故障树分析法就是在故障树的中间事件和底端事件上，增加一定的条件规则，进行物理和逻辑判断，所添加的条件规则可以为单步判断，也可以分多步进行精确判断，确定故障树每个分支的诊断选择，以便准确地得出故障发生的原因和故障部位。
燃气轮机故障诊断加工燃气轮机是现代工业中重要的能源设备，其作用是利用燃气的压力和能量转化为机械能，驱动机器和生产设备。
然而，燃气轮机在使用过程中也存在着一些故障问题，这些故障问题会对燃气轮机的整体运转造成影响，需要进行及时的故障诊断和加工。
一、燃气轮机的故障原因燃气轮机的故障原因多种多样，一般包括以下几个方面：1.燃气轮机系统的机件损坏和磨损，包括润滑系统、控制系统、轴承以及其他相关的辅助部件。
2.燃气轮机的进气和排气管道堵塞或失效，影响燃气的流通和压力，从而导致故障。
3.燃气轮机的控制系统和电气系统出现问题，导致燃气轮机无法正常启动和运行。
二、燃气轮机故障诊断的流程1.故障诊断前的准备工作在进行故障诊断前，需要对燃气轮机的工作状态、机件状况等方面进行全面地了解。
可以通过检查润滑系统、燃气传输管道、控制系统以及机体表面等方面开展相关的检查工作。
2.故障诊断的方案设计在对燃气轮机进行诊断时，需要根据不同的故障类型确定相应的诊断方案。
例如，在控制系统方面出现故障时，需要对电气系统进行详细的检查，梳理燃气轮机控制系统的工作原理和设计，找到控制系统中的故障点，进行相关改进和维护。
3.故障设备的拆卸和检查工作在确定故障方案后，需要对受损的机件进行逐一地拆卸和检查。
可以通过使用高精度的仪器和设备，对各个机件的状况进行详细的检测和分析。
4.故障设备的修理和更换确定故障点之后，需要对受损的设备进行维修和更换，以恢复燃气轮机正常的工作状态。
此外，还需要对相关设备进行调试和测试，确保燃气轮机的各项指标符合要求。
三、燃气轮机故障加工的主要措施1.燃气轮机金属表面处理在进行燃气轮机机件加工时，需要对金属表面进行处理，以使其能够达到一定的精度和平滑度。
通过机械加工、化学加工和电化学加工等方面来实现。
2.燃气轮机零部件的加工燃气轮机中涉及到的零部件较多，其中既包括大型部件，也包括小零件，不同的零件需要采用不同的加工方法。
例如，对于轴承、阀门等较小的零部件，可以采用精密机械加工方法进行加工，而对于较大的机件则需要通过多工位加工中心、数控加工等先进的加工手段来加工。
燃气轮机的故障诊断与维护技术研究嘿，咱今天就来好好聊聊燃气轮机的故障诊断与维护技术这档子事儿！燃气轮机这玩意儿，在现代工业里那可是相当重要的角色。
就好比我们家里的冰箱，要是出了毛病不制冷，那一堆好吃的可就都要遭殃。
燃气轮机要是有了故障，那带来的麻烦可比冰箱大多了。
我记得有一次，我去一家工厂参观。
当时那厂里的一台燃气轮机突然就闹起了脾气，整个生产线都被迫停了下来。
工人们那叫一个着急啊！那场面，就像热锅上的蚂蚁，到处乱转。
技术人员迅速赶到，开始了紧张的诊断工作。
咱先来说说故障诊断这一块。
这就像是给燃气轮机这个“大家伙”看病，得有一双火眼金睛。
温度、压力、振动这些参数，就像是它的“体温表”“血压计”和“心跳监测仪”。
比如说，振动要是突然变得异常剧烈，那很可能是内部的零件出现了松动或者磨损。
就像一辆车开起来抖得厉害，八成是车轱辘或者底盘出了问题。
再比如，温度过高，也许是冷却系统出了岔子，就像人发烧了，多半是身体的散热机制没跟上。
然后是维护技术。
这就好比给燃气轮机做保养，让它一直健健康康的。
定期检查就不用说了，这是必须的。
而且，对于一些关键部件，还得进行精细的维护。
就像我们爱护自己的眼睛，得定期滴眼药水、做眼保健操。
维护的时候，清洁工作可不能马虎。
燃气轮机内部会积累一些灰尘、油污之类的东西，这些就像是人体内的毒素，得及时清理掉。
还有润滑油的更换，这就好比给机器的关节上油，保证它能灵活运转。
另外，操作人员的正确使用也至关重要。
就像开车，你要是总猛踩油门、急刹车，车肯定容易坏。
燃气轮机也一样，如果操作不当，也会增加出故障的几率。
总之，燃气轮机的故障诊断与维护技术，那可是一门大学问。
得细心、得专业、得用心。
只有这样，才能让这个大家伙稳稳当当、安安全全地为我们工作。
就像照顾一个孩子，得时刻关注它的成长，及时解决它遇到的问题，让它茁壮成长。
希望以后在这方面，咱们能有更多更好的技术和方法，让燃气轮机更可靠、更高效地发挥作用！。
燃气轮机及其附件的故障诊断与维修技术研究燃气轮机是公共交通、制造业、航空、航天等领域必不可少的动力设备，其性能可靠性对于各个行业来说都是至关重要的。
而随着燃气轮机应用范围的不断扩大，其故障诊断及维修技术的研究也愈发重要。
本文将围绕燃气轮机及其附件的故障诊断与维修技术展开研究。
一、燃气轮机的基本工作原理燃气轮机是一种内燃机，燃烧室内的燃气在高压下扩张而产生的功率，依靠涡轮转动驱动发电机、液压泵或压缩空气等辅助设备。
其基本工作原理与汽油发动机类似，不同之处在于燃气轮机将油气混合物点火燃烧产生高温高压气体，由于气体的膨胀会推动涡轮叶片工作，产生机械功。
二、燃气轮机的故障类型燃气轮机由于工作环境的复杂性，其故障类型十分多样化。
常见的燃气轮机故障有以下几种：1.燃气轮机进口气流问题燃气轮机在工作时需要大量进口的新鲜空气，而当进口气流受到污染或减少，燃气轮机的功率将大幅下降。
2.涡轮叶片受损由于高速运转过程中，涡轮叶片容易受到机件破裂产生的碎片，磨损，过热等影响而失效，严重情况会使整个涡轮失去平衡，引起大幅度的震动或燃气轮机爆炸。
3.燃气轮机附件的问题由于燃气轮机附件（如涡轮增压器、油泵、点火器、油气混合系统等）是燃气轮机整体性能的重要组成部分，其故障也会直接影响燃气轮机的性能和可靠性。
三、燃气轮机的故障诊断和维修技术针对燃气轮机的多样化故障，诊断和维修方法也将在不断发展和完善中。
基本的燃气轮机故障诊断和维修技术如下：1.可视检查可视检查是燃气轮机故障诊断的首要步骤之一，可以发现一些表面破损、油脂泄漏、松动的表面走丝和其他可见的异常情况。
2. 快速检测技术快速检测技术是一种使用传感器和其他测量设备，通过实时测量燃气轮机的常规操作参数和其他特征参数，对燃气轮机各个部件进行快速故障检测和诊断。
3.燃气轮机物理模型分析燃气轮机物理模型分析是一种数值仿真技术，通过建立和求解燃气轮机的数学模型来分析燃气轮机的工作状态并预测燃气轮机的总体性能和特定故障的影响。
燃气轮机的故障诊断与维修技术研究燃气轮机是一种重要的发电设备，其高效、低污染、快速启动和停机等特点，使得它们在发电行业得到广泛应用。
然而，燃气轮机在使用过程中也存在各种各样的故障，这些故障有可能对设备的使用寿命和安全性造成影响，因此，对燃气轮机的故障诊断与维修技术进行研究至关重要。
一、燃气轮机故障诊断方法燃气轮机故障的类型非常多，因此，对于燃气轮机的故障诊断，并没有一种通用的方法，而是需要根据不同的情况采取不同的诊断方法。
总的来说，燃气轮机故障的诊断方法主要有以下几种：（1）经验判断法：根据操作员的经验和设备运行的情况来诊断故障。
（2）检查法：通过检查设备的传动部件、喷嘴、涡轮、轴承和部件之间的密封等来判断是否出现故障。
（3）物理测试法：通过对设备的机械、热力性能进行测试，来诊断故障。
（4）计算机辅助诊断法：采用计算机软件、硬件等技术手段，通过对设备的数据进行分析来确定故障。
以上几种诊断方法各有优缺点，因此在实际使用中，需要根据不同情况灵活采用。
二、燃气轮机维修技术燃气轮机维修技术也是研究的重要方向之一，燃气轮机的维修工作主要包括预防性维修、计划性维修和紧急维修。
（1）预防性维修预防性维修是指在设备运行期间，进行定期检查和维护，以发现和修复潜在的故障，从而将设备的故障率降到最低点。
预防性维修的主要内容包括对设备的传动系统、轴承、密封件和冷却系统等进行检查和维护。
（2）计划性维修计划性维修是指在设备使用寿命过程中，根据设备的服役状况和维修资料统计，制定具有一定规律和合理性的维修计划，使设备始终处于良好状态。
计划性维修工作包括设备的定期检查、定期保养、需更换零部件的计划修理、设备的大修理和设备的升级改造。
（3）紧急维修紧急维修是指在设备出现故障时，采取紧急措施进行维修，以尽可能缩短设备停机时间，将设备及时恢复运行。
紧急维修工作需要针对不同的故障类型和设备部位，采取不同的救援方法和紧急维修措施。
三、燃气轮机故障诊断与维修技术的研究进展燃气轮机故障诊断与维修技术的研究已经取得了较大进展，其中涵盖了多个方面，如智能化诊断、振动分析、损伤识别等等。
燃气轮机燃烧监测问题研究【摘要】从几次燃烧异常的情况可以看出，在平常运行时要对平均排气温度、排气温度分散度的内容要多分析、检查。
当运行中如果排气温度分散度出现阶跃、或存在燃烧低温区，并且随着负荷增减而有规律地扭转时，应果断停机检查。
本文分析了燃烧过程中燃料供给系统、燃烧部件和排气热电偶检测等问题；指出了9f燃气轮机排气温度场扭转规律；提出了加强9fa机组燃烧检测管理的建议。
【关键词】能源与动力工程;燃气轮机机组;燃烧检测1.9f机组燃烧系统的监测１．１热电偶故障报警如果热电偶测量到的最高排气温度的分散度s1和允许分散度s 之比超过了常数k2，则发出热电偶故障的报警信号，从而使燃气轮机发出报警。
在正常情况下，排气温度的分散度s1应小于允许分散度s，当s1>s时说明燃烧不正常。
但是s1>k2·s=5s，即排气温度的分散度是允许值的5倍以上显然是不可能的，所以认为这是热电偶出现故障而使测量失常，热电偶故障报警是合理的。
1.2燃烧故障报警若燃烧不正常使排气温度的分散度s1超过了允许的分散度s，即s1/s大于k1的值，则产生燃烧故障（检测）报警。
1.3排气温度分散度过高而遮断燃烧不正常致使排气温度分散度过高时，需遮断机组2.9f燃气轮机燃烧故障原因燃气轮机燃烧监测是通过对排气温度分散度的变化来进行的。
影响燃烧变化的因素很多，如燃料分配的均匀程度、燃烧室结构的差异、雾化情况、叶片结垢程度、燃料喷嘴工作情况等，分散度只是间接反应了燃气轮机、燃烧部件及燃料供给系统的工作状况。
２．１燃料供给系统的问题燃气轮机在使用液体燃料时，喷嘴堵塞、流量分配器故障等均会引起燃烧异常。
特别是由于燃油流量分配器的个别齿轮磨损较大，造成间隙偏大，以至供油不足，形成各燃油喷嘴的燃油量不同，从而造成燃气轮机进气温度场的不均匀，进而引起排气温度个别点偏低，分散度增大。
但燃料供给系统的问题引起的燃烧故障有一个特点，即随着负荷上升，分散度会增大。
燃气轮机故障的诊断与处理宋世华摘要：燃气轮机在高温、高压、高速的运行时，不可避免的出现各种各样的机械故障，给其安全运行造成很严重的影响。
因此，加强燃气轮机故障排查对于提高其安全运行能力具有重要意义。
本文燃气轮机的故障诊断与处理的相关问题进行探讨，希望能够进一步提高燃气轮机运行的可靠性。
关键词：燃气轮机；故障诊断与处理随着科技不断进步，燃气轮机作为一种新型的动力设备，由于它的热效率极高，而且污染小，并且操作起来比较安全，因此正在逐渐受到人们的关注。
作为一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转机械，燃气轮机的工作条件较为恶劣，高温、高压、高速的运行环境，极易产生多种故障问题，而导致重大的经济损失。
基于此，本文笔者对燃气轮机常见故障及相应排除措施进行探讨，有效降低由故障带来的各种损失，为燃气轮机安全运行提供借鉴。
1 燃气轮机故障诊断注意事项（1）故障机理研究。
故障机理研究对于故障诊断与分析意义重大，它是进行故障诊断与分析的必要前提。
但目前我国对机理研究的关注度还远远不够，往往在故障诊断与分析时难以预料其发生征兆；（2）故障特征提取。
故障特征提取在故障诊断与分析越来越受到人们的普遍关注，它是故障诊断分析的关键，目前我国一些学者和专家正在利用ANC技术、相位补偿术等先进技术来提高故障特征信息的精度；（3）故障知识描述。
通过对采集的故障信息进行恰当的描述可将故障信息和专家知识有效地结合起来，既可以能过数字进行处理，也可通过符号进行描述；（4）故障推理研究。
就目前来看故障诊断与分析目前还不能做到十分精确，因此需要花费不少时间与精力进行排查。
故障推理研究是故障诊断系统的核心，这需要我们对诊断系统不断进行分析与改造，使得诊断系统能够进行有效的分析和推理，从而保证推理结果更符合实际需求。
2 燃气轮机常见故障的分析和排除2.1 燃气轮机调速系统摆动排除在运行过程中燃气轮机组高压调速汽门会经常出现摆动的现象，会造成燃气轮机的轴瓦振动加大，这会对机组的安全稳定运行造成严重的影响。
舰用燃气轮机某关键部件故障诊断方法研究系别信息工程系专业测控技术与仪器班级学号姓名指导教师崔建国负责教师崔建国2015年6月摘要燃气轮机的关键部件之一滚动轴承是机械设备运行过程中产生最易产生故障的零件，它运行的正常与否直接影响到整台机器的性能。
防止故障升级，发生灾难性事故。
所以对滚动轴承故障诊断技术进行探讨和学习就具有十分重要的意义。
本文主要以燃气轮机的滚动轴承为研究对象，利用测量的轴承振动信号参数来进行故障诊断，利用神经网络技术对某一动态的模拟原理，应用到对滚动轴承故障诊断的具体方面，设计并构建了基于BP神经网络和自适应模糊神经网络（Adaptive Network Fuzzy Inference System）的滚动轴承故障诊断系统，在MATLAB软件里对构造的训练样本进行训练，利用训练完成后的神经网络我们就可以对滚动状态故障进行诊断。
关键词：滚动轴承；BP神经网络；模糊神经网络AbstractRolling bearing is one of the most ordinary parts in mechanical machine, its running state can influence the performance of the whole machine directly, the aircraft stabilizer health status need to be monitored in real time to ensure the aircraft fly safety. so it is important to study the technology of fault diagnosis for rolling bearing.On the basis of analyzing the fault mechanism and vibration signal characteristics of rolling bearing systematically, and after analyzing and processing the vibration signals of right and fault state of rolling bearing, partial appropriate feature parameters are selected as the input of the neural network according to the time and frequency domain characteristics of parameters in this thesis. and the fault diagnosis system for rolling bearing based on BP neural network is built up. Finally,and fuzzy artificial neural network diagnosis technique the training set of right and fault states of rolling bearing is built up by using the measuring data of rolling bearing from former research, the neural network model is trained on the platform of Matlab software.the operating state of rolling bearing has been diagnosed by using the above network which has been trained well.Keywords: rolling bearing; BP neural network; fuzzy artificial neural network目录1 绪论 (1)1.1 课题背景和研究的意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 国内外故障诊断技术研究现状 (3)1.2.1 国外现状 (3)1.2.2 国内现状 (4)1.3 研究内容 (5)2 燃气轮机关键部件故障诊断的总体方案设计 (7)2.1滚动轴承故障的总体方案设计 (7)2.2 滚动轴承机理及故障类型 (7)2.2.1 滚动轴承基本结构 (8)2.2.2 滚动轴承故障类型 (9)2.3 滚动轴承参数选取及处理 (10)3故障诊断方法 (13)3.1 BP神经网络 (13)3.1.1 BP神经网络原理 (13)3.1.2 BP神经网络诊断方法 (14)3.2 自适应模糊神经网络（ANFIS） (17)3.2.1 自适应模糊神经网络（ANFIS）结构 (18)3.2.2 自适应模糊神经网络（ANFIS）原理 (20)3.2.3 自适应模糊神经网络（ANFIS）诊断方法 (21)4 滚动轴承BP神经网络故障诊断试验研究 (25)4.1 故障诊断模型建立 (25)4.1.1 各层节点数确定 (25)4.1.2 初始权值的选择 (27)4.1.3 期望误差和学习率选取 (27)4.2轴承故障诊断的仿真试验研究 (27)4.2.1样本选取 (27)4.2.2 神经网络的训练 (29)4.2.3 神经网络的测试 (30)5 基于自适应模糊神经网络（ANFIS）的故障诊断试验研究 (32)5.1 诊断模型的建立 (32)5.1.1 样本的选取 (32)5.1.2 输入样本的模糊化处理 (33)5.1.3 输出结果的去模糊化处理 (34)5.2 轴承故障诊断仿真与结果 (34)6 不同神经网络故障诊断结果与分析 (38)7 结论 (39)结束语 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录ⅠBP神经网络故障诊断源程序清单 (43)附录Ⅱ自适应模糊神经网络（ANFIS）诊断源程序清单 (48)1 绪论1.1 课题背景和研究的意义1.1.1 研究背景作为新型的动力设备，燃气轮机具有结构紧凑、安全可靠、运行平稳，具有较高的热效率，可以快速启动并带动负载等优点，而日益受到人们的重视，应用范围也越来越广。
燃气轮机在陆上和航海交通领域中也占有越来越重要的地位，由于其较高的热效率和较小的排气污染，在能源和电力部门也日益成为动力设备的主流产品，它们一旦发生事故或出现故障就会给生产经营造成极其严重的影响。
因此维护燃气轮机在正常状态下运行，避免或及时诊断处理燃气轮机运行故障就显得尤为重要。
由于燃气轮机故障诊断和状态监控能大大提高机组运行的安全性和可靠性，大幅度降低维护和维修成本，所以燃气轮机故障诊断模型的研究有着重要的理论意义和较高的应用价值。
滚动轴承是燃气轮机最重要的零件之一，其运行状态直接影响整台燃气轮机的性能，同时对燃气轮机和操作人员的安全也会造成重大影响。
轴承的故障会导致燃气轮机设备的剧烈振动，产生刺耳的噪声，严重时会引起设备损坏、动力停止甚至机械事故，且燃气轮机滚动轴承造成的事故往往是突发的，若在交通运输中还会引发重大的交通事故，造成人员伤亡。
据统计，约45%的燃气轮机故障是由于轴承的故障所引起的。
因此，对滚动轴承进行故障诊断和状态预测具有重要的实际意义，也是燃气轮机故障诊断领域的重点之一。
此外，与其他机械零部件相比，滚动轴承有一个很大的特点，其寿命离散性很大。
有的轴承已大大超过设计寿命而依然完好地工作，而有的轴承远未达到设计寿命就出现了各种故障。
所以，如果按照设计寿命对轴承进行定时维修，则势必出现以下情形:一方面，把超过设计寿命而完好工作的轴承拆下来作为报废处理，造成浪费。
另一方面，把未达到设计寿命而出现故障的轴承坚持使用到定时维修时拆下来作为报废处理，使得机械在轴承出现故障后和拆下前这段时间内工作精度下降，或者未到维修时间就出现严重故障，导致整个机械出现严重事故。
由此看来，滚动轴承故障的准确诊断可以减少或杜绝事故的发生，最大限度地发挥轴承的工作潜力，节约开支，具有重大意义。
1.1.2 研究意义作为一个典型的复杂机械系统，燃气轮机是由大量相互联系但工作过程又彼此不同的部件组成，在恶劣的工作条件（高温、高压、强腐蚀、高密度的能量释放）使其成为整个动力系统中故障的敏感多发部位，其故障的发生和发展具有快速和破坏性极大的特点。
因此，对燃气轮机进行故障诊断方法及其应用进行研究，有效判断故障类型，准确确定故障位置，从而节省了大量时间和资金，具有较高的经济应用价值。
其研究的主要意义。
(1) 增加设备的安全性有效的燃气轮机故障诊断系统可以帮助燃气轮机维护人员提前发现异常，迅速查明故障，并给出合理的解决方案，从而保证燃气轮机正常运行，避免发生重大故障，进而造成巨大经济损失甚至人员伤亡。
(2) 推动燃气轮机维修理念的改革传统的燃气轮机维修思想是经验性，即“以预防为主”的思想，维修方式是按预先规定的周期进行定时维修。
开展燃气轮机故障诊断方法及其应用研究可以实现维修思想和维修方式的改变，将维修思想从“以预防为主”转变为“以可靠性为中心”，维修方式从“定时维修”转向“视情维修”。
(3) 提高经济效益燃气轮机故障诊断系统能够在零部件、劳动力、燃油、使用时间和后勤保障方面节省支出，具有较高的经济应用价值。
目前，对燃气轮机的故障诊断大多基于振动信号分析。
采用振动信号分析法对滚动轴承系统相关故障诊断效果较好。
为了及时发现和排除各种故障，必须对燃气轮机常见故障以及常见故障的特征有深刻了解，才能设计出有效的燃气轮机故障诊断系统。
通过建立适合的燃气轮机故障模型，可以为故障诊断系统的开发提供基础。
因此，研究的主要目的是建立起测量参数与故障类型之间的映射，进而准确的判定故障类型。
在动力系统中燃气轮机有着重要地位，而燃气轮机故障诊断技术也是国内外研究的一个热点。
由于燃气轮机故障诊断和状态监控能大大提高机组运行的安全性和可靠性，同时也能大幅度降低维修成本，所以燃气轮机故障诊断模型的研究有重要的理论意义和较强的经济应用价值。
目前研究比较多且相对来说较为成熟的是应用人工神经网络方法为燃气轮机的关键部件进行故障诊断，但是神经网络方法往往需要大量的训练样本才会获得比较好的效果，在小样本情况下的其效果往往不尽如人意。
然而在一般情况下，燃气轮机的故障样本很有限，这就使得其应用有一定难度。
针对这一点，本次课题主要以BP 神经网络故障诊断算法为研究对象进行研究和设计。
1.2 国内外故障诊断技术研究现状1.2.1 国外现状在故障诊断技术理论研究方面，被认为是故障诊断的起源之一的是1971年Mehra 和Peschon发表在Automatic上的论作《An innovation approach to fault detection and diagnosis in dynamics》。
