摘要:自我国学者邓聚龙的第一篇灰色系统论文“灰色系统的控制问题”发表以来，灰色系统理论就受到了国内外学术界的极大关注。灰色系统理论具有计算量小、方法简单、不需要复杂设备且诊断结果可靠、便于一线工作人员掌握与应用等优点，因此，在故障诊断方面有着广泛的应用前景。

本文基于灰色系统理论对转子系统故障进行诊断，分析了转子系统常见的4种故障：不平衡故障、摩擦故障、油膜涡动故障、油膜震荡故障。首先，使用INV1612型多功能柔性转子实验系统模拟不平衡、摩擦、油膜涡动、油膜振荡4种故障，并进行数据记录、保存；然后，利用Matlab编写程序对数据进行小波包3层分解为8个频段，并算出各个节点的能量，建立标准数据表格；最后，对事先不清楚的故障数据的节点能量与标准数据表格进行灰色关联，灰色关联度最大值所对应的故障即为诊断结果，并用Matlab进行时域、频域分析结果与灰色关联结果对比。实际诊断结果表明，该方法是一种便捷、有效、准确的诊断方法。

关键词：灰色系统理论  转子故障分析  小波包分解  Matlab

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1 研究转子系统故障的目的、意义-1

1.2 转子系统故障诊断方法简介-2

1.2.1 按检测手段分-2

1.2.2 按诊断方法原理分-2

1.3 本文的主要内容-2

2 转子系统常见故障分析-4

2.1 不平衡故障-4

2.2 摩擦故障-5

2.3 油膜涡动故障-6

2.4 油膜振荡故障-7

3 利用灰色关联分析转子系统故障-9

3.1 灰色系统的基本原理-9

3.2 灰色系统分析基本原理-9

3.3 几种灰色关联度介绍-10

3.3.1 平均灰色关联度-10

3.3.2 灰色绝对关联度-11

3.3.3 灰色相对关联度-12

3.3.4 灰色综合关联度-13

3.3.5 四种关联度的相同点与不同点-13

3.4 灰色关联分析的Matlab实现-13

3.4.1 小波包分解原理及程序-13

3.4.2 节点能量计算原理及程序-15

3.4.3 四种关联度的Matlab程序-17

3.5 转子系统的灰色关联分析-20

3.5.1 实验数据采集-20

3.5.2 标准模式的建立-22

3.5.3 实测故障分析-23

3.5.4 分析结果对比-28

3.5.5 灰色关联故障诊断准确度-28

4 结 论-31

参考文献-32

致 谢-33

附录 1-34