1999 Fiscal Year Annual Research Report
故障信号の早期検出および故障診断用特徴パラメータの自動生成に関する研究
Project/Area Number |
10650148
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Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
Principal Investigator |
陳山 鵬 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (50231428)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊田 利夫 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (00227662)
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Keywords | 故障診断 / 特徴パラメータ / 信号処理 / 遺伝的アルゴリズム / 遺伝的プログラミング / ニューラルネットワーク / 状態監視 / ラフセット |
Research Abstract |
本研究では,設備診断の知能化と自動化のために,遺伝的アルゴリズム,ニューラルネットワークおよび可能性理論などの情報工学理論を駆使した設備の知的診断技術に関する諸提案を行い,その基礎理論と実際の応用法について検討した。本研究成果は以下のとおりである。 故障の初期段階,または故障部位から遠く離れた距離で測定した信号はノイズに強く汚染され,異常信号成分が比較的微小である。このような信号から故障パターンの特徴を抽出することが困難である。ノイズを除去すれば,故障の識別が容易になるため,ノイズ成分をできるだけ除去し,真の故障波形を抽出することは故障の早期発見,故障原因の早期判明にとって重要である。従って,本研究では,診断のためのノイズ除去法として,「遺伝的アルゴリズム(GA)による異常信号の検出法」および「統計的変量変換法による異常信号の周波数帯域の抽出法」を提案し,実例でこれらの手法の有効性を検証した。 また、コンピュータにより異常検出および異常種類の識別を自動的に行う場合は、対象の信号の特徴を示す有限個のパラメータ(「特徴パラメータ」)を計算する必要がある。これまでに診断用の特徴パラメータの一般的な定義方法は報告されていないため,診断用特徴パラメータの選定は,多くの時間と労力を要するだけでなく,最適な特徴パラメータが見つかるとも限らない。従って,本研究では,設備状態を鋭敏に反映する特徴パラメータを異常信号から自動的に生成する方法として,「遺伝的アルゴリズムによる時間領域の特徴パラメータの抽出法」,「遺伝的アルゴリズムによる周波数領域の特徴パラメータの抽出法」および「ウェーブレットとGPによる可変運転条件における設備診断用の特徴パラメータの自動生成法」を提案し,実例でこれらの手法の有効性を検証した。 一般には兆候パラメータが設備の状態変化に従い変化し,また設備の状態が変化しなくても何らかの外乱や負荷の変動により変化する場合がある。よって,特徴パラメータの値の評価は不確定性をもつ問題の処理に帰着できる。設備診断の自動化,知能化にとって可能性理論やニューラルネットワークは非常に有望なツールである。従って,本研究では,ニューラルネットワークを実際の設備診断問題に適用するとき,それぞれの特徴,長所と短所について検討し,「多値ニューラルネットワークとラフ集合による故障診断法」を提案し,実例でこの手法の有効性を検証した。
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Research Products
(8 results)
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[Publications] 陳 鵬: "遺伝的プログラミングによる周波数領域の特徴パラメータの自己再組織化"日本機械学会論文集(C編). 65(633). 212-219 (1999)
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[Publications] 陳 鵬: "ラフ集合による診断知識の獲得法及び線形補間型ニューラルネットワークによる故障診断法"日本設備管理学会誌. 9(3). 9-17 (1998)
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[Publications] Peng CHEN: "Automatic Generation Method of Optimum Symptom Parameters for Condition Diagnosis of Plant Machinery by Genetic Algorithms"Proc.of First International Symposium on Environm entally Conscious Design and Inverse Manufacturing. 880-885 (1998)
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[Publications] Fang FENG: "SEQUENTIAL EXTRACTION METHOD OF SYMPTOM PARAMETERS IN FREQUENCY DOMA IN FOR FUZZY DIAGNOSIS OF MACHINERY"Proc.of International Conference on Advanced Manufacturing Technology'99. 929-934 (1999)
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[Publications] 陳 鵬: "可変運動条件における機械設備の異常診断,(第1報,遺伝的アルゴリズムとウェーブレット解析による回転機械の異常診断法)"日本機械学会論文集(C編). 65(640). 202-207 (1999)
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[Publications] 宋 京偉: "逐次ファジィ・ニューラルネットワークを用いた歯車装置の異常診断"日本設備管理学会誌. 10(1). 15-20 (1998)
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[Publications] 千場隆之: "ウェーブレット解析と遺伝的アルゴリズム(GA)による異常診断法(1)"北九州医工学術者協会誌. 9(2). 1-4 (1999)
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[Publications] Jinwei SONG: "Failure Diagnosis for Gear Equipment by Rough Sets and Partially-Iinearized Neural Network"International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM'98). 808-813 (1998)