[按需印刷] 鏇轉機械故障特徵提取與模式分類新方法

[按需印刷] 鏇轉機械故障特徵提取與模式分類新方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

吳昭同楊世锡等 著
圖書標籤:
  • 鏇轉機械
  • 故障診斷
  • 故障特徵提取
  • 模式分類
  • 機器學習
  • 信號處理
  • 振動分析
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  • 工業應用
  • 智能維護
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店鋪: 科學齣版社旗艦店
齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030326454
商品編碼:10674264507
包裝:平裝
開本:16
齣版時間:2011-11-29
頁數:348
字數:418

具體描述

 


《鏇轉機械故障診斷與預測維護技術前沿》 本書簡介 鏇轉機械,作為現代工業生産的基石,其穩定運行直接關係到生産效率、安全以及經濟效益。從風力發電機組到工業泵,從航空發動機到汽車傳動係統,廣泛存在於我們生活和工業生産中的鏇轉機械,一旦發生故障,可能導緻巨大的經濟損失、環境汙染甚至嚴重的安全事故。因此,對鏇轉機械的故障進行及時、準確的診斷,並在此基礎上實現預測性維護,是提升設備可靠性、降低運行成本、保障生産連續性的關鍵技術。 本書聚焦於鏇轉機械故障診斷與預測維護領域最前沿的研究成果與技術應用,旨在為相關領域的研究人員、工程師以及技術愛好者提供一套係統、深入的技術參考。我們並非簡單羅列診斷方法,而是緻力於解析其背後的機理、算法的精髓以及在實際工程中的應用考量。 核心內容概述: 1. 鏇轉機械故障的機理與特徵分析 深入剖析各類典型鏇轉機械故障的物理根源,包括但不限於:不平衡、不對中、軸承失效(點蝕、裂紋、磨損、潤滑不良)、齒輪損傷(點蝕、磨損、斷齒)、轉子動力學失穩(共振、激振)等。 詳細闡述不同故障模式在時域、頻域、倒頻域以及時頻域産生的典型信號特徵。例如,分析不平衡産生的兩倍頻率成分,不對中引起的基頻倍頻和偶次諧波,以及軸承故障特有的衝擊脈衝特徵。 探討環境因素、載荷變化以及運行工況對故障特徵的影響,強調在復雜工況下特徵提取的挑戰性。 2. 先進的信號處理與特徵提取技術 經典信號處理方法迴顧與發展: 深入講解傅裏葉變換(FFT)及其在故障診斷中的局限性,以及短時傅裏葉變換(STFT)在時頻分析中的作用。 小波變換(Wavelet Transform)及其變種: 詳細介紹連續小波變換(CWT)和離散小波變換(DWT)在信號去噪、特徵聚焦方麵的優勢,並探討Mexican Hat、Morlet等不同小波基函數的選擇策略。 經驗模態分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)與集閤經驗模態分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD): 闡述EMD如何將復雜信號分解為一係列本徵模態函數(IMF),以及EEMD如何有效抑製模態混疊,實現對故障信號的精細化分解與特徵提取。 希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform, HHT): 結閤EMD/EEMD,介紹HHT如何從IMF中提取瞬時頻率和瞬時幅值,揭示信號的非綫性、非平穩特性,這對識彆早期故障至關重要。 其他新興特徵提取方法: 介紹樣本熵(Sample Entropy)、近似熵(Approximate Entropy)、排列熵(Permutation Entropy)等用於度量信號復雜度和隨機性的方法;以及基於盲源分離(Blind Source Separation, BSS)和獨立成分分析(Independent Component Analysis, ICA)從混閤信號中分離故障特徵的思路。 3. 基於機器學習與深度學習的模式分類與診斷 傳統機器學習模型在故障診斷中的應用: 詳細闡述支持嚮量機(SVM)、K近鄰(KNN)、決策樹(Decision Tree)、隨機森林(Random Forest)等在故障分類中的原理、特徵選擇與模型優化。 深度學習的崛起與應用: 捲積神經網絡(CNN): 探討如何將時域、頻域或時頻域的信號數據轉化為圖像形式,並利用CNN強大的特徵學習能力進行自動化的故障模式識彆。介紹不同CNN架構(如LeNet、AlexNet、ResNet)在鏇轉機械故障診斷中的適應性。 循環神經網絡(RNN)及其變種(LSTM, GRU): 強調RNN及其變種在處理時間序列數據上的優勢,如何捕捉信號的時序依賴性,對動態變化的故障過程進行建模和預測。 自編碼器(Autoencoder, AE)與變分自編碼器(Variational Autoencoder, VAE): 介紹AE/VAE在無監督特徵學習、異常檢測以及降維方麵的應用,如何從大量正常運行數據中學習“正常”的模式,並識彆偏離該模式的異常狀態。 遷移學習(Transfer Learning): 討論如何利用在大型數據集上預訓練的模型,遷移到鏇轉機械故障診斷的小樣本場景中,加速模型收斂並提高識彆精度。 4. 預測性維護與智能決策 剩餘使用壽命(Remaining Useful Life, RUL)預測: 介紹基於時間序列模型(如ARIMA)、機器學習模型(如LSTMs)以及一些概率模型(如馬爾可夫模型)的RUL預測方法。 故障診斷與RUL預測的融閤: 探討如何將實時故障診斷的結果融入RUL預測模型,提升預測的準確性和可靠性。 智能預警與維護策略: 如何基於診斷與預測結果,構建智能預警係統,並結閤專傢知識,製定最優的維護計劃(如定期維護、條件維護、預測性維護)。 物聯網(IoT)與工業大數據在預測性維護中的角色: 探討如何通過傳感器網絡采集海量運行數據,並結閤雲計算、邊緣計算等技術,實現遠程監控、數據分析與智能決策。 5. 工程實踐案例與挑戰 本書將穿插介紹實際工程中的典型案例,分析在不同應用場景下(如風電、石化、軌道交通等)故障診斷與預測性維護的實施難點與解決方案。 探討數據質量、樣本不均衡、噪聲乾擾、模型泛化能力等實際應用中普遍存在的技術挑戰,並提齣相應的應對策略。 本書特色: 理論與實踐並重: 既有深入的理論闡述,也包含豐富的工程實踐指導。 前沿性與係統性: 涵蓋瞭最新的研究進展,同時構建瞭完整的技術體係。 麵嚮工程師與研究者: 語言嚴謹,邏輯清晰,便於技術人員學習和研究人員參考。 案例豐富: 通過具體案例,幫助讀者理解技術原理在實際問題中的應用。 《鏇轉機械故障診斷與預測維護技術前沿》緻力於成為鏇轉機械可靠性工程領域一本不可或缺的參考書,助力行業實現更高水平的智能化、自動化與可持續發展。

用戶評價

評分

作為一名有多年經驗的設備維護工程師,我深知在實際工作中,準確、及時地發現鏇轉機械的早期故障是多麼重要。很多時候,一個小小的異常信號,如果能被及時捕捉並正確解讀,就能避免一場代價高昂的停機事故。然而,傳統的診斷方法往往依賴於經驗和一些經典的信號處理技術,在麵對復雜工況、多種故障疊加以及傳感器精度限製時,診斷的準確性和效率會大打摺扣。我一直在尋找能夠突破現有局限,提供更先進、更智能的故障診斷方法。這本書的標題“新方法”立刻吸引瞭我,我非常期待它能介紹一些非傳統的、更具創新性的特徵提取和模式分類技術。比如,我非常關心書中是否會涉及到深度學習在特徵學習方麵的應用,以及如何處理多源異構傳感器數據,構建更魯棒的診斷模型。我希望能從書中獲得啓發,將這些先進技術融入到我的日常工作中,提升診斷的精度和效率,最終為企業的安全生産和經濟效益做齣更大貢獻。我希望這本書能給我帶來一些“眼前一亮”的解決方案,讓我看到機械故障診斷領域的未來發展方嚮。

評分

我是一名機械製造廠的設備技術員,每天都要麵對各種各樣的鏇轉機械設備。設備的穩定運行直接關係到生産效率和産品質量,因此,及時發現並排除設備故障至關重要。但現實情況是,很多時候設備的故障錶現非常隱蔽,傳統的依靠聽、看、摸的診斷方式已經難以滿足日益精細化的生産需求。我迫切需要一些能夠幫助我更準確、更快速地診斷設備故障的工具和方法。這本書的齣現,讓我看到瞭希望。我非常關注書中是否會介紹一些能夠處理傳感器數據中隱藏故障信息的“秘密武器”,比如那些能夠從看似正常的振動信號中找齣早期故障跡象的算法。我希望這本書能夠提供一些簡單易懂的操作指南,讓我能夠將這些先進的技術應用到我的日常工作中,提升診斷的效率和準確性,減少不必要的停機時間和維修成本。

評分

我是一名熱愛學習的科技愛好者,對各種前沿技術都充滿興趣。在瞭解到鏇轉機械的故障診斷與機器學習結閤的前景後,我開始主動學習相關知識。然而,市麵上很多資料要麼過於學術化,難以理解,要麼過於淺顯,缺乏深度。我希望這本書能夠以一種更加通俗易懂的方式,講解復雜的信號處理和模式識彆技術,並且能夠結閤一些生動的實例,讓我能夠更好地理解理論知識的應用。我尤其希望書中能夠介紹一些最新的研究成果,讓我能夠瞭解到這個領域的最新進展。我對書中提到的“新方法”充滿期待,希望能從中學習到一些能夠突破現有瓶頸的思路。我期待這本書能夠成為我深入瞭解鏇轉機械故障診斷領域的入門指南,並為我進一步的學習打下堅實的基礎。我希望這本書能夠激發我對這個領域的興趣,並引導我走嚮更深入的探索。

評分

我是一名對人工智能在工業領域應用感興趣的工程師,尤其關注其在預測性維護方麵的潛力。鏇轉機械的故障診斷是預測性維護的核心環節之一,如果能夠準確預測設備的潛在故障,就能大大降低運營成本,提高生産效率。然而,如何從海量的傳感器數據中提取齣與故障相關的有效信息,並構建一個能夠準確分類故障類型的模型,仍然是一個巨大的挑戰。我希望這本書能夠提供一些創新的思路,尤其是在特徵工程和模型選擇方麵。我非常期待書中能夠介紹一些能夠處理多變量、多模態傳感器數據的方法,以及如何構建更魯棒、更泛化的診斷模型。我希望這本書能夠為我提供一些切實可行的解決方案,讓我能夠將人工智能技術更有效地應用於鏇轉機械的故障診斷,為工業界的智能化轉型貢獻力量。

評分

這部書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象,那種低飽和度的藍色調,配閤著齒輪和波形疊加的抽象圖案,立刻勾勒齣一種既專業又富有科技感的意境。我是一個剛入門不久的機械工程專業的學生,在學習過程中,對於如何準確地診斷鏇轉機械的健康狀況,一直感到非常頭疼。教材裏講的那些理論知識,比如傅裏葉變換、小波變換,在實際操作中總感覺隔著一層紗,難以完全領會其精髓。尤其是當麵對各種復雜多變的運行工況和傳感器噪聲時,想要從中剝離齣真正有用的故障特徵,簡直就像大海撈針。我迫切地希望有一本能夠將這些抽象理論與實際應用緊密結閤的書籍,最好能提供一些直觀的解釋和具體的案例分析,讓我能看到理論是如何落地,最終服務於實際故障診斷的。我尤其關注那些能夠處理非綫性、時變信號的方法,因為現實中的設備運行從來都不是理想化的。我希望這本書能夠在這方麵有所突破,給齣一些新穎的思路和切實可行的方法,幫助我跨越理論與實踐之間的鴻溝。我期待它能不僅僅是羅列公式和算法,更能引導我理解這些方法背後的物理意義和工程含義,讓我真正掌握診斷的“內功”。

評分

我是一名來自某高校的教師,在為研究生開設“機械故障診斷”課程時,一直在尋找能夠涵蓋最新研究進展和實用技術的教材。現有的教材大多側重於經典理論,對於近年來快速發展的機器學習和深度學習在這一領域的應用介紹不夠充分,並且缺乏一些能夠啓發學生進行創新性研究的思路。這本書的標題“新方法”引起瞭我的注意,我希望它能夠介紹一些在特徵提取和模式分類方麵具有突破性的技術,例如能夠有效處理時變、非綫性信號的方法,以及基於深度學習的端到端診斷模型。我更看重的是書中是否能夠提供一些關於如何將這些新方法應用於實際工程問題的案例分析,以及對不同方法的優劣進行比較分析。我期待這本書能夠成為我課程教學的有力補充,幫助我的學生們瞭解該領域的最新動態,並為他們未來的學術研究和工程實踐提供指導。

評分

我對機器學習在機械故障診斷領域的應用一直抱有極大的興趣,但苦於沒有係統性的學習資源。市麵上很多書籍要麼過於理論化,要麼僅僅停留在入門的算法介紹,很難找到能夠將機械工程背景與先進的模式識彆技術深度融閤的著作。鏇轉機械的故障診斷,其核心在於從看似雜亂的監測數據中找齣與特定故障模式相關的“信號”,然後將這些信號歸類。這其中涉及到的信號處理、特徵提取和分類技術,正是我的學習難點。我希望這本書能夠提供一些創新的解決方案,不僅僅是簡單地套用現有的算法,而是能夠根據鏇轉機械的物理特性和故障的發生機理,設計齣更具針對性的特徵提取方法。我非常看重算法的可解釋性,希望能夠理解為什麼某個特徵對某種故障如此敏感,而不是僅僅將其視為一個“黑箱”。另外,我也會關注書中是否提及瞭針對大數據量和實時診斷的算法優化,這在工業界的應用場景中至關重要。我期待這本書能成為我在這一領域深入研究的基石,幫助我建立起一套完整的知識體係,並能獨立思考和解決實際問題。

評分

我是一名對信號處理理論充滿好奇心的研究生,在進行畢業設計時,遇到瞭鏇轉機械故障診斷這個課題。我在查閱大量文獻時,發現很多研究都集中在改進現有的特徵提取算法,或者嘗試將不同的機器學習模型進行組閤,但總感覺缺乏一些“體係化”的思路。鏇轉機械的故障機理往往涉及復雜的動力學耦閤,例如不平衡、不對中、齒輪嚙閤失效等,這些故障産生的信號在時域、頻域以及時頻域都可能呈現齣特定的規律,但有時候這些規律非常微弱,容易被噪聲掩蓋。我希望這本書能夠提供一種係統性的方法論,能夠從故障機理齣發,引導讀者去設計更有效的特徵,而不是僅僅停留在算法的層麵。我尤其關注書中是否會介紹一些能夠挖掘信號深層非綫性特徵的算法,以及如何構建有效的分類器來區分不同類型的故障。我期待這本書能夠幫助我理解這些方法背後的數學原理和物理意義,讓我能夠更自信地進行科學研究,並為我撰寫高質量的學術論文提供堅實的基礎。

評分

我是一名對科學研究的嚴謹性要求極高的學生,在選擇畢業論文的方嚮時,我被鏇轉機械故障診斷這一課題的復雜性和重要性所吸引。然而,在初步的文獻調研中,我發現很多研究都存在一些共性問題,比如特徵提取方法的局限性、模型泛化能力的不足,以及對實際工程應用場景的考慮不夠充分。我希望這本書能夠提供一些更具創新性和理論深度的解決方案,能夠從更根本的層麵解決這些問題。我非常關注書中是否會介紹一些基於物理機理的特徵提取方法,以及如何利用先進的數學工具來描述和識彆復雜的故障模式。我期待這本書能夠幫助我拓寬研究視野,並為我的畢業論文提供堅實的研究基礎和創新的思路。我希望這本書能像一位經驗豐富的導師,引導我深入探索這個領域,讓我能夠做齣有價值的學術貢獻。

評分

我是一個對數據科學應用充滿熱情的工程師,平時的工作涉及很多工業數據的分析和挖掘。在接觸到鏇轉機械的監測數據時,我發現其中蘊含著巨大的價值,但同時也充滿瞭挑戰。傳感器産生的原始數據往往是高維、非綫性的,而且可能包含大量噪聲和冗餘信息。如何從中提取齣對故障診斷最有意義的“信號”,並構建一個能夠準確識彆不同故障模式的模型,是我一直以來都在探索的問題。我希望這本書能夠提供一些在特徵工程方麵的創新思路,特彆是在非綫性信號處理和高維數據降維方麵。我也會關注書中是否會介紹一些能夠處理不平衡數據集的方法,因為在實際應用中,正常工況的數據量往往遠大於故障數據。我期待這本書能夠為我打開一扇新的大門,讓我能夠將數據科學的強大能力應用於鏇轉機械的故障診斷領域,實現更智能、更高效的預測性維護。我希望這本書能提供一些實操性強的建議,讓我能夠快速上手,並將所學知識應用到實際項目中。

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