基于遗传算法优化BP神经网络的矿井提升机故障诊断

论文摘要

矿井提升机是联系井上与井下的唯一途径,素有矿井“咽喉”之称。一旦发生故障将造成巨大的经济损失和人员伤亡,因此,研究其故障诊断技术,具有重要的现实意义。论文结合矿井提升机故障的特点,研究了BP神经网络和遗传算法的优缺点,提出了一种基于遗传算法优化BP神经网络的矿井提升机故障诊断方法;在深入分析故障诊断过程的基础上,介绍了基于DSP的故障诊断系统数据采集的实现;并结合故障诊断系统的要求,开发了以GA-BP算法为核心,以C++ Builder为人机交互界面,以Matlab为后台服务程序的故障诊断系统;最后将其应用于矿井提升机液压站的故障诊断,训练和诊断结果表明:此方法极大的提高了故障诊断的速率和准确率,在提升机故障诊断领域具有较好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的重要意义
• 1.2 课题的背景及研究现状
• 1.3 基于遗传算法的矿井提升机故障诊断
• 1.4 论文的主要研究内容及目标
• 2 矿井提升机系统介绍
• 2.1 矿井提升机设备的组成
• 2.2 矿井提升机故障监测系统的组成
• 2.3 矿井提升机常见的故障机理
• 2.3.1 液压站故障
• 2.3.2 联轴器故障
• 2.3.3 微拖动装置故障
• 2.3.4 天轮和导向轮常见故障
• 2.3.5 减速器故障
• 2.4 故障诊断系统的故障诊断种类
• 2.5 本章小结
• 3 遗传算法优化BP神经网络的研究
• 3.1 遗传算法概述
• 3.1.1 遗传算法的实现
• 3.1.2 遗传算法的优点
• 3.1.3 遗传算法的不足及改进
• 3.2 BP 神经网络的概述
• 3.2.1 BP网络的原理
• 3.2.2 BP算法的实现步骤
• 3.2.3 BP算法的局限性
• 3.2.4 BP算法的改进
• 3.3 基于遗传算法优化 BP 神经网络的矿井提升机故障诊断
• 3.4 本章小结
• 4 基于DSP的提升机故障诊断系统数据采集的实现
• 4.1 硬件系统设计
• 4.1.1 DSP技术概述
• 4.1.2 传感器的选择
• 4.1.3 电源电路设计
• 4.1.4 频率信号调理电路设计
• 4.1.5 串行通信接口设计
• 4.2 软件系统设计
• 4.2.1 A/D 模块
• 4.2.2 数字滤波模块
• 4.2.3 串行通信接口（SCI）模块
• 5 基于遗传算法优化BP神经网络的矿井提升机故障诊断的实现
• 5.1 人机交互界面的开发
• 5.1.1 开发工具的选择
• 5.1.2 故障诊断界面的功能设计
• 5.2 液压站模块的设计与实现
• 5.2.1 BP神经网络模块的设计
• 5.2.2 样本的GA算法
• 5.2.3 液压站系统的GA-BP 神经网络离线训练
• 5.2.4 液压站系统的在线实时故障诊断
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果
• 附录A
• 附录B