直线电机的故障诊断技术研究与应用(附MATLAB程序)

直线电机的故障诊断技术研究与应用(附MATLAB程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文20000字,程序,答辩PPT)
摘 要
故障诊断技术是正在迅速发展的研究领域，是实际应用需求与多学科理论发展两个方面交替作用的结果。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动，而不需要通过任何中间转换机构的新颖电机，具有广阔的应用和发展前景。
小波分析(wavelet Analysis)是一门新兴的数学理论和方法，它被认为是傅里叶分析方法的突破性进展。小波分析具有许多特性:良好时频局部化特性、以及多分辨分析的功能，特别适合非平稳信号的处理。
因此，本文正是基于小波分析的特点，选定合适的小波基函数和尺度，利用小波变换所得的小波系数模值和突变信号的关系来诊断故障;利用小波变换的多尺度分析技术对信号进行分解和重构，对信号的高频部分进行检测，并结合小波系数模值平方来诊断故障。

关键词：小波分析；直线电机；故障诊断；多分辨率分析

Abstract
The techniques for fault diagnosis are under rapid development.This is due to the interlacing between the demands from the practical applications and the achievements in various fields of the theory and the technology.Linear motor is a novel motor,because it can make electric energy transferred into linear motion,which doesn't need any intermediate conversion,and then it has widely application and development areas.
Wavelet analysis is a novel mathematical theory and method proposed in 1980s.It is as regarded as a breakthrough of Fourier analysis because it has many wonderful characteristics.It is benefit for processing the non-stable signal,because wavelet theory has the characteristic of the time frequency location characteristic and multi-resolution analysis.
Therefore,in this dissertation,the fault diagnosis techniques based on Wavelet analysis were investigated.Choose the suitable wavelet basis functions and scale.The relationship between the wavelet coefficient modules and the broken signal,the multiple-level Wavelet decomposition and reconstruction for de-noising.

Key words:Wavelet analysis;linear motor;fault diagnosis;Multi-resolution Analysis

本文的组织安排
小波分析是近年来国际上掀起的一个前沿领域，它被认为是傅立叶分析方法的突破性进展。小波分析优于傅立叶之处在于，小波分析在时域和频域同时具有良好的局部化性质。可以对高频成分采用逐渐精细的时域或空间域取代步长，从而可以聚焦到对象的任意细节。小波分析是一个新的数学分支，它是泛函分析、傅立叶分析、数值分析的最完美结晶，在许多领域都有广泛应用。因此，本论文主要对基于小波分析的直线电机故障诊断技术进行研究。本文的主要研究工作和篇章结构概括如下：
第1章，绪论部分，介绍了该课题的研究目的和意义，以及国内外的研究现状。
第2章，论述了小波分析故障诊断原理。首先对小波分析做了简介，然后对小波分析故障进行论述。
第3章，介绍了直线电机结构。论述了直线电机的工作原理及主要故障。
第4章，简单介绍了不同的小波基的特性，进行信号故障特征提取时选择合适的小波基以及选择的适合的尺度。
第5章，实现了一个直线电机的故障诊断系统，将小波分析应用于直线电机的故障诊断，给出了系统的设计与实现结果。

直线电机的工作原理
直线电机是一种将电能直接转变成直线运动机械能的电力装置，其主要工作原理与相对应的旋转电机相似。现以直线异步电动机为例加以说明。
图3-6为直线异步电机的工作原理图。初级边安置三相对称绕组。当三相对称正弦电流通入三相绕组时，即产生气隙磁场。如果不考虑由于铁芯开断而引起的纵向边缘效应时，这个气隙磁场的特征与旋转电机相似，所不同的只是因为旋转电机的气隙是闭合的，所以它的气隙磁场是一个旋转磁场，而在直线电动机中，由于它的气隙是开启的，磁场沿着展开的直线方向平移运动，所以称为平移磁场，或行波磁场。
 

目 录
第1章 概述    1
    1.1 研究的目的和意义    1
    1.2 国内外研究现状    1
    1.3 本文的组织安排    2
第2章 小波分析基本理论    3
    2.1 小波分析的形成和发展    3
    2.2 小波变换的基本理论    5
    2.3 本章小结    9
第3章 直线电机及其故障    10
    3.1 直线电机分类    10
    3.2 直线电机的工作原理    12
    3.3 直线电动机的主要优缺点    14
    3.4 直线电机的端部效应    14
    3.5 直线电机的应用    16
    3.6 直线电机的主要故障    17
    3.7 本章小结    18
第4章 信号故障特征提取时小波基的选择    19
    4.1 小波基特征分析及其对信号分析的影响    19
    4.2 小波基函数的选择    20
    4.3 小波分解尺度的确定    22
    4.4 本章小结    22
第5章 直线电机的故障诊断    23
    5.1 系统开发工具Matlab简介    23
    5.2 利用小波多分辨率分析技术分析噪声特征    25
    5.3 基于小波多分辨率分析的故障特征提取    27
    5.4 本章小结    30
结 论    31
参考文献    32
致 谢    33
附录I    34
附录II    36
附录III    37