MỞ ĐẦU Trên thể giới, chân đoàn kỹ thuật, đã trở thành một lĩnh vực khoa học quan trong vẻ nhận đạng tình trạng kỹ thuật cửa máy móc, thiết bị và công trình. Dựa trên các kết quả của chân đoán kỹ thuật, hình Hưïc bảo dưỡng theo tinh trang hoạt động đã và dang mang lại nhiều lợi ích vẻ kinh tế- kỹ thuật và dặc biệt la giãm thiéu uguy co rủi ro cho người vận hành Một thành tổ quan trọng trong lĩnh vue chin đoán kỳ thuật, nhận dạng tỉnh trạng may móc, thiết bị chính là kỹ thuật đo đạc đaa động cơ học. Các tín hiệu đao động cơ học có thể trợ giúp trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật nhy: Chân đoán hư hỏng và giám sát tỉnh trạng kỹ thuật của máy quay, cân bằng máy, đánh giả chất lượng sẵn phẩm. Dé thu được thông tin chính xác của tín hiệu, ta phải phân tích và xử lý tín hiệu.
Kỹ thuật xử lý tín hiệu số hiện may đã có một bước tiễn vượt bậc cùng với sự phái triển của kỹ thuật do đạc dao dong bang tin higu diện, Trên cơ sở phép biển đổi Fourier, một loạt các phương pháp phân tích tin hiệu trong miễn thời gian và tản số đã được xây đựng và hoàn thiên như: Lọc số, phân tích phổ đường bao, trung bình hóa tin hiệu, phân tích Wavelet [1] [6]. Các phương pháp này hiện dang được sử đụng rộng rãi và được tích hợp trong phần mềm đo và tính toán chuyên dựng. Tùy từng dối tượng cụ thể mã tạ sử dụng phương pháp phân tích tín hiệu eụ thể hay kếL hợp các phương pháp với nhau để đạt được hiệu quá nhất. Ví dụ với chan đoàn ô lăn, phương pháp phân tích tín hiệu thường được sử dụng là phương pháp phân tích phổ dường bao tín hiệu [I |, chin đoán sai hỏng bảnh rằng ta có thể dùng phương phap phân tích phổ tần số, phân tích Wayelet trong]2] [6] Các phép biển đôi WaveleL (Wavelcts Transfonn- WT) đã được xây dựng về mặi lý thuyết toán học khá hoán chỉnh.
Một số ứng dụng của phương pháp phân tích này 10 3.3 Nứt, gây chân răng và mé đỉnh răng él 3.4 Tróc mỏi bề mặt - .5 Lỗi chế tạo.2 Mô hình thí nghiệm.3 Phát hiện vết nút bánh rằng bằng phân tích tín hiệu trong miễn thời gian, tân số - + _- 3.1 Phân tịch tin hiệu trong miễn thời gian.2 Phân tích tín hiệu trong, miễn tần sổ.4 Nhận dạng vét nứt bảnh răng nhờ Wfavelet Neural Networks.1 Đẳng bộ hóa tín hiệu 69 3.2 Phan tich Wavelet Packet.3 Mö hình mang Neural trong nhận dang vét nit banh rang, .4 Nhan dụng vết nút bảnh răng who Wavelet Neural Networks 75 KET LUAN CHƯƠNG 3 80 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO. 82 DANH MUC CAC ky HIEU, TU VIET TAT ANN, Artificial Neural Network- Mang nơron nhân tạo BP: Backpropagator- Thuật toán lan truyền ngược CWT: Continuous Wavelet Transform- Phép bién déi Wavelet liên tục DWT: Discrete Wavelet Transform- Phép bién dai Wavelet roi rac FT: Fourier Transform- Phép biến đổi Fourier FT: inverse Fourier Tranaform- Phép biến đối Fourior ngược TIWFPT: Tlarmonic Wavelet Packet Transform- Phép biển adi Wavelet Packet điền hòa Harmonic Wavelet Transform- Phép biên đối Wavelet diéu hoa MLP. Multi-Layer Perceptron- Mang noron da lép WNN: Wavelet Neural Networks WIT: Wavelet Packet Transform- Phép biển đối Wavelet Packet WT: 'Wavelet Transform- Phép biến déi Wavelet 1.2 Biển dỗi Wavelet Packet diễu hỏa. 34 KET LUẬN CHƯNG 1 wl CHƯƠNG 2.1 Giới thiệu về mạng, ngron nhàn tạo.2 Mang toron sinh học và Trạng nơron nhân tao.1 Mang noron sinh học.2 Mạng nơron nhân tạo.íc cà nà nà se sceeers44 2.3 Một số hàm truyền thường gặp - 46 2.3 Kién trúc của mạng Noron 48 2.1 Phân loại mạng nGron.
cào nen nọ nhe sreeeeicevÑ 2. cece ccs sẽ nh nhe ereeeceereoo. số kiểu kiến trúc rang noron 50 2.4 Tuần luyện mạng Norơn.1 Cac phương pháp học cúa mạng noron.2 Thuật toán lan truyền ngược.5 Wavelet Neural Networks 56 KỨT LUẬN CHƯƠNG 2. co SH nhà nhe nhe korreeceec.
PHAT HIEN VET NUT BANH RANG NHO WAVELET NEURAL NETWORKS an 60 3.1 Cac dang hu héng chủ yếu của bảnh rằng.1 Hệ thân kinh cơn người Linh 2.2 Cầu trúc của một ngror: Hinh 23 Một số bàm truyền thường gặp Hinh 2.5 Phan logi cde vector đầu vào của percepiron Hình 2.6 Mang novon iruyén thằng don lop Hình 2.7 ‘Mang ngron truyền thẳng đa lớp THỉnh 28 Mang novon hổi quy Hình 2.9 Cấu trúc của mội mang Wavelet Neural Network Linh 2.11 Mang WNN mai chidu Hình 3.1 Một số dạng hư bông của bộ truyền bánh rang THỉnh 3.2 Mô hình áo tín liệu dao động của hộp số bánh răng Hình 3.3 Tim hiệu dao động trong miễn thời gian: a)-bánh răng bình thường, b)- môn nhẹ, c)- môn trung bình, đ- gãy răng 64 Hình 3.4 Phổ tin hiệu trong miễn tân số: aJ-bánh răng bình thường, B)- mòn nhẹ, c}- món (rung bình, d)- gây răng 66 Hình 3.5 Phê dường bao của các trạng thái hư hông bánh rằng: a)~ bánh răng bình thường, b)- môn nhẹ, c)- mòn trung bình, 2)- mòn nặng/ gây răng Hình 3.6 Tin hiệu chưa dược dông bộ hóa ứng với Ï vòng guay của trục 69 Hình 3.7? hân chia tín hiệu thành các khối dé dong bộ hóa nhờ tín hiệu pha THỉnh 3.8 Tín hiệu sau đồng hộ hóa ứng vái Ì vòng quay của trục Hiuh 3.9 Cây phân tích PT bậc 4 Linh 3.10 1iệ số HIPT của mẫu tin hiệu bánh răng sấy bậc 0 đến 3 Hình 3.L1 Hệ số Ifavelet Packet của mẫu tín hiệu bánh răng gây hậc 4 Hình 3.12 Độ lệch chuẩn của mẫu tin hiệu bánh rằng gãy phân tích 1.2 Biển dỗi Wavelet Packet diễu hỏa. 34 KET LUẬN CHƯNG 1 wl CHƯƠNG 2.1 Giới thiệu về mạng, ngron nhàn tạo.2 Mang toron sinh học và Trạng nơron nhân tao.1 Mang noron sinh học.2 Mạng nơron nhân tạo.íc cà nà nà se sceeers44 2.3 Một số hàm truyền thường gặp - 46 2.3 Kién trúc của mạng Noron 48 2.1 Phân loại mạng nGron. cào nen nọ nhe sreeeeicevÑ 2. cece ccs sẽ nh nhe ereeeceereoo.
số kiểu kiến trúc rang noron 50 2.4 Tuần luyện mạng Norơn.1 Cac phương pháp học cúa mạng noron.2 Thuật toán lan truyền ngược.5 Wavelet Neural Networks 56 KỨT LUẬN CHƯƠNG 2. co SH nhà nhe nhe korreeceec. PHAT HIEN VET NUT BANH RANG NHO WAVELET NEURAL NETWORKS an 60 3.1 Cac dang hu héng chủ yếu của bảnh rằng. - 60 WPT bée 4 Linh 3.13 M6 hinh mang noron truyén thdng da lop MLP Hình 3.14 M6 hink chin dodn théng minh no MNN Hình 3.15 Giao diện chính của chương trình THỉnh 3.16 Tạo mạng noron với 3 lớp mạng, các thông số mạng Hình 3.17 Kết quả huấn ñu mang dat 100% Hinh 3.18 Kết quá kiểm tra mạng dat 100% THỉnh 3.15 Kết quả nhận đạng hư hông với dữ liệu bắt kỳ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ Hình vã, 'Tên hình vé, dé thi Trang đỗ thị Hình 1.1 Phả tần ó- biên độ của mội tín hiệu diễu biến biên độ có A=20,A,=25 f,=10,f, =50(EE) 17 Hình 1 Ham Morlet-Wavelet (phan thc) 19 bạ Hình 1 Các bước biến dỗi CWT kw Hình 1 Tim hiệu thời gian của dao động hộp số bánh răng 21 Hình 1 Phân tích CWT cña tin hiệu dao động hộp ẳ bánh răng 32 Ow Hinh 1 Tin higu phan tich CWT voi lat cốt song song với trục thời gian igi ving 2800IEz 22 Hình1.
7 Phân tích DIT da phân giải cá 28 Linh1. 8 ?m hiện dao động của hộp số bánh răng qua phân tích DW/T' bậc 2 Hình 1.9 Ham wavelet Haar va phé bign dé cia no THỉnh1. l0 Tam Wavelet Daubechie 4 và phé biên độ của nó Hinh 1.11 Hàm Wavalet Coflet4 và phố biên độ của nó Tình1. 12 Ham Wavelet Symlet 4 va phổ biên độ của nó THỉnh1.
13 Phan tich WPT bac 4 Tỉnh 1.14 So dé thud iodn HWT Hình1. 15 Céy phan tich WPT bée 2 vet tin higu dao dộng ban dâu của hộp số bánh răng Hinh 1.16 Các dài tín hiệu cơn xau khi phân tích PT bậc 2 Hinh 1.17 Cây phân tích HIPT bậc 2 và tín hiệu dao dộng bạn dầu của hộp số Hinh 1.18 Các dải in hiệu can xau phân tich HWPT bade 2 1.2 Biển dỗi Wavelet Packet diễu hỏa. 34 KET LUẬN CHƯNG 1 wl CHƯƠNG 2.1 Giới thiệu về mạng, ngron nhàn tạo.2 Mang toron sinh học và Trạng nơron nhân tao.1 Mang noron sinh học.2 Mạng nơron nhân tạo.íc cà nà nà se sceeers44 2.3 Một số hàm truyền thường gặp - 46 2.3 Kién trúc của mạng Noron 48 2.1 Phân loại mạng nGron. cào nen nọ nhe sreeeeicevÑ 2.
cece ccs sẽ nh nhe ereeeceereoo. số kiểu kiến trúc rang noron 50 2.4 Tuần luyện mạng Norơn.1 Cac phương pháp học cúa mạng noron.2 Thuật toán lan truyền ngược.5 Wavelet Neural Networks 56 KỨT LUẬN CHƯƠNG 2. co SH nhà nhe nhe korreeceec. PHAT HIEN VET NUT BANH RANG NHO WAVELET NEURAL NETWORKS an 60 3.1 Cac dang hu héng chủ yếu của bảnh rằng.
- 60 WPT bée 4 Linh 3.13 M6 hinh mang noron truyén thdng da lop MLP Hình 3.14 M6 hink chin dodn théng minh no MNN Hình 3.15 Giao diện chính của chương trình THỉnh 3.16 Tạo mạng noron với 3 lớp mạng, các thông số mạng Hình 3.17 Kết quả huấn ñu mang dat 100% Hinh 3.18 Kết quá kiểm tra mạng dat 100% THỉnh 3.15 Kết quả nhận đạng hư hông với dữ liệu bắt kỳ Hình 2.1 Hệ thân kinh cơn người Linh 2.2 Cầu trúc của một ngror: Hinh 23 Một số bàm truyền thường gặp Hinh 2.5 Phan logi cde vector đầu vào của percepiron Hình 2.6 Mang novon iruyén thằng don lop Hình 2.7 ‘Mang ngron truyền thẳng đa lớp THỉnh 28 Mang novon hổi quy Hình 2.9 Cấu trúc của mội mang Wavelet Neural Network Linh 2.11 Mang WNN mai chidu Hình 3.1 Một số dạng hư bông của bộ truyền bánh rang THỉnh 3.2 Mô hình áo tín liệu dao động của hộp số bánh răng Hình 3.3 Tim hiệu dao động trong miễn thời gian: a)-bánh răng bình thường, b)- môn nhẹ, c)- môn trung bình, đ- gãy răng 64 Hình 3.4 Phổ tin hiệu trong miễn tân số: aJ-bánh răng bình thường, B)- mòn nhẹ, c}- món (rung bình, d)- gây răng 66 Hình 3.5 Phê dường bao của các trạng thái hư hông bánh rằng: a)~ bánh răng bình thường, b)- môn nhẹ, c)- mòn trung bình, 2)- mòn nặng/ gây răng Hình 3.6 Tin hiệu chưa dược dông bộ hóa ứng với Ï vòng guay của trục 69 Hình 3.7? hân chia tín hiệu thành các khối dé dong bộ hóa nhờ tín hiệu pha THỉnh 3.8 Tín hiệu sau đồng hộ hóa ứng vái Ì vòng quay của trục Hiuh 3.9 Cây phân tích PT bậc 4 Linh 3.10 1iệ số HIPT của mẫu tin hiệu bánh răng sấy bậc 0 đến 3 Hình 3.L1 Hệ số Ifavelet Packet của mẫu tín hiệu bánh răng gây hậc 4 Hình 3.12 Độ lệch chuẩn của mẫu tin hiệu bánh rằng gãy phân tích WPT bée 4 Linh 3.