蘇天波　李嚴(yán)　張毅

摘要：壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)工作負(fù)荷較大，故障誘因較多，為了有效準(zhǔn)確排除壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)在執(zhí)行控制指令的故障，提出一種基于故障關(guān)聯(lián)特征聚類分析的壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)執(zhí)行故障智能診斷方法。分析壓縮機(jī)故障診斷原理，構(gòu)建故障診斷的總體結(jié)構(gòu)模型，采用傳感器信號(hào)采集技術(shù)進(jìn)行壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)的工況數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障信號(hào)重構(gòu)，對(duì)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)特征提取，對(duì)提取的故障特征采用模糊c均值聚類方法進(jìn)行故障特征分類處理，在專家系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障的準(zhǔn)確診斷識(shí)別。仿真結(jié)果表明，采用該方法進(jìn)行壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)執(zhí)行故障診斷，對(duì)故障的準(zhǔn)確判斷能力較好，故障檢測(cè)的準(zhǔn)確概率較高，智能性較好，具有較好的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：特征聚類；壓縮機(jī)；聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)；機(jī)械；故障診斷

0引言

壓縮機(jī)在天然氣西氣東輸工程中承載著天然氣的增壓輸送功能，使得天然氣能在管道中安全傳輸，在天然氣西氣東輸網(wǎng)絡(luò)工程中，壓縮機(jī)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，是整個(gè)天然氣傳輸系統(tǒng)的控制性工程部件。西氣東輸工程中的天然氣壓縮機(jī)常年處于高壓工況狀態(tài)下，容易出現(xiàn)故障，研究壓縮機(jī)智能故障診斷方法，在提高壓縮機(jī)的工作穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)西氣東輸工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行方面具有重要意義。

壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)是介于電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器之間的耦合部件，是壓縮機(jī)的重要執(zhí)行單元，采用大規(guī)模的集成和分立機(jī)械元件構(gòu)成，機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)件之間容易出現(xiàn)配合不當(dāng)、鍵槽耦合不當(dāng)以及皮帶過松等故障，從而使得壓縮機(jī)的聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制指令出現(xiàn)錯(cuò)誤。傳統(tǒng)的故障檢測(cè)方法采用人工診斷，通過調(diào)整裝配部件的位置、緊固彈性圈和換新件等方法實(shí)現(xiàn)故障排除，但存在檢測(cè)精度不高，智能性不好等問題，為了提高壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)故障的準(zhǔn)確診斷能力，相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了故障診斷方法的改進(jìn)研究。其中，文獻(xiàn)提出一種基于K-means聚類的壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)振動(dòng)特征識(shí)別和故障診斷算法，根據(jù)對(duì)壓縮機(jī)在各種工況下的振動(dòng)特征進(jìn)行譜特征提取和故障檢測(cè)，結(jié)合紅外成像方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械部件的故障點(diǎn)分析，提高故障識(shí)別能力，但是該故障診斷方法的實(shí)時(shí)性不好，時(shí)效性不高；文獻(xiàn)中提出一種基于模糊減法聚類算法的壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)故障診斷方法，提取壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)的振動(dòng)信息作為原始數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行信號(hào)模型構(gòu)建，根據(jù)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法實(shí)現(xiàn)故障屬性分類識(shí)別，提高故障檢測(cè)精度，但該方法在受到不同故障類別特性的干擾時(shí)故障診斷的準(zhǔn)確性不好。

針對(duì)上述問題，本文提出一種基于故障關(guān)聯(lián)特征聚類分析的壓縮機(jī)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)執(zhí)行故障智能診斷方法。首先分析壓縮機(jī)故障診斷原理，構(gòu)建故障診斷的總體結(jié)構(gòu)模型，據(jù)此研究生成了機(jī)械故障信號(hào)重構(gòu)，然后對(duì)聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)特征提取，并引入故障特征分類處理，最后在專家系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障的準(zhǔn)確診斷識(shí)別，進(jìn)行故障診斷仿真分析，得出有效性結(jié)論，展示了本文方法在提高故障診斷準(zhǔn)確性方面的優(yōu)越性。