به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « fault diagnosis » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «fault diagnosis» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • آرمین فهندژ، عباس روحانی*، مصطفی عابدی

    امروزه نظارت بر وضعیت ماشین آلات و تشخیص هوشمند عیوب برای تولیدات صنعتی نقش بسیار پراهمیتی را داراست. روش های هوش مصنوعی برای پایش در مقیاس های بزرگ (کلان داده [i]) بدون هیچ گونه فرض آماری در مورد داده ها می توانند به درستی عمل کنند. در این پژوهش مقایسه دو روش شبکه عصبی مصنوعی عمیق و شبکه عصبی پیچشی [ii] در طبقه بندی عیوب جعبه دنده انجام شده است. در روش شبکه عصبی مصنوعی عمیق ویژگی ها از سیگنال زمانی شتاب استخراج شده و در روش دیگر از خود سیگنال به عنوان ورودی استفاده شده است. به طور خلاصه از این روش ها برای طبقه بندی 9 حالت معیوب و یک حالت سالم در 6 ترکیب سرعت و بار متفاوت استفاده و با یکدیگر مقایسه شده است و سپس به بیان اثر چالش هایی از قبیل طول پنجره، ضریب یادگیری و تعیین تعداد ویژگی ها و چگونگی برطرف کردن آنها پرداخته شده است. در انتها با قیاس نتایج به دست آمده از هر دو روش این نتیجه حاصل شد که قدرت تشخیص شبکه عصبی پیچشی در این مورد بهتر از روش دیگر است.

    کلید واژگان: شبکه عصبی پیچشی, یادگیری عمیق, ارتعاش, جعبه دنده, عیب یابی}
    Armin Fahandezh, Mostafa Abedi

    Condition monitoring and fault diagnosis of large industrial equipment has become very important role nowadays. Powerful artificial intelligent methods can be appropriately used on big data without any further statistical assumption. In this research, two compromising methods including deep neural network and convolutional neural network have been used to classify faults of a laboratory gearbox. Both networks have been used to classify nine faulty classes and one healthy class of the gearbox using vibration signal. The data have been collected at six different load and speed combinations. The measured time domain vibration signal was used as neural network input. The classification accuracy of both methods have been obtained. The effect of challenging parameters such as window size, learning rate and number of extracted features on the classification accuracy have been studied. Finally after the comparison of the results, it was concluded that the accuracy of the convolutional neural network was superior.

    Keywords: Convolotional neural network, Deep Learning, Vibration, Gearbox, Fault diagnosis}
  • A. K. Goel *, V. N. A. Naikan
    This research pioneers the application of thermographic principles to diagnose faults, specifically cavitation and air entrainment, in centrifugal pumps. The study represents the inaugural investigation into the feasibility of leveraging infrared thermography for this purpose, underpinned by rigorous experimental methodologies to validate its efficacy. By capturing thermal images of pumps operating under varying conditions, a pseudo-coloring technique for precise temperature range segmentation was employed. This technique facilitated the assessment of fault severity, quantified through the computation of the . This index emerged as a quantifiable metric of fault severity, with elevated values correlating to more pronounced degrees of fault occurrence. Notably, in the case of air entrainment faults, a maximum temperature escalation of 3.9°C was recorded after 60 min run time, and the corresponding thermal index was found to be 5.12. The investigation employs the HSV model, extracting regions of thermal variation through hue differences for fault detection. This process is combined with edge detection methods like Sobel, Prewitt, Roberts, Canny, and Otsu. The Otsu technique consistently outperformed alternative approaches. Specifically, for high cavitation and air entrainment faults, the Otsu method had the highest mean of 0.1730 and 0.1253, respectively. Key findings include the effectiveness of image processing techniques, statistical measures, and edge detection methods for fault diagnosis, as well as insights into temperature differentials and motor load reductions with increasing fault severity. The research improves maintenance, enhancing efficiency and reducing downtime. It emphasizes infrared thermography's potential for fault diagnosis while identifying constraints and advocating further research.
    Keywords: Condition monitoring, Rotating machinery, Fault diagnosis, Image processing, Thermal imaging}
  • رضا دردمند، میرسعید صفی زاده*

    عیوب خرابی بیرینگ و عدم هم محوری دو عیب بسیار متداول در الکتروموتورها محسوب میشود. در این مقاله، هدف تشخیص عیوب هم زمان بلبرینگ موتورالقایی و عدم هم محوری موتور با تجهیز است. برای این منظور سیستمی متشکل از الکتروموتور و شفت کوپل شده به آن طراحی شده و تحت شرایط متفاوت بارگذاری و در سرعت های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. عیوب مذکور با استفاده از روش های مرسوم آنالیز سیگنال ارتعاشی و روش جدید بای اسپکتروم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند و پارامترهای مناسب جهت تشخیص عیوب از هر یک از روش های آنالیز محاسبه شدند. در ادامه  با استخراج  ویژگی های برتر با الگوریتم آنالیز مولفه های اساسی، برای تشخیص عیوب و تصمیم گیری از الگوریتم کلاس بندی KNN استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که استفاده از روش جدید بای اسپکتروم به همراه روش های مرسوم آنالیز سیگنال قابلیت تشخیص عیوب بلبرینگ و عدم هم محوری موتورهای القایی چه بصورت تکی و چه بصورت هم زمان را تنها با اندازه گیری سیگنال ارتعاشی با دقت قابل قبولی فراهم می آورد.

    کلید واژگان: عیب یابی, موتورهای القایی, آنالیز ارتعاشات, عیب بلبرینگ, عدم هم محوری, بای اسپکتروم}
    Reza Dardmand, MirSaeed Safizadeh *

    The monitoring system for induction motors (IMs) plays an important role in the majority of industrial plants. Bearing faults and shaft misalignment are common mechanical defects in induction motors. The aim of this paper is to detect simultaneously two common faults in induction motor including bearing defect and shaft misalignment. For this purpose, a test setup consisting of an induction motor coupled to a rotor shaft is designed and tested under different loading conditions and at different speeds. The diagnosis parameters of vibration signal are calculated by conventional signal processing methods as well as bispectrum analysis. Feature extraction and KNN classification techniques are applied to the calculated parameters to provide condition monitoring of the induction motor. The results show that the application of bispectrum analysis along with the conventional signal processing methods improves detecting bearing fault in induction motor and shaft misalignment in the case of single fault as well as multiple simultaneous faults.

    Keywords: Fault diagnosis, Induction motors, Vibration Analysis, bearing defects, misalignment, bispectrum}
  • علیرضا غلامی جلال آباد، احمد ذوالفقاری، علی لقمانی*
    عیب یابی جعبه دنده ها به کمک ارتعاشات از رایج ترین روش های مورد استفاده در صنعت است که این امر با تحلیل سیگنال های اندازه گیری شده از دو روش عرضی و پیچشی صورت می گیرد. هدف این پژوهش تحلیل حوزه زمان و فرکانس سیگنال ارتعاش پیچشی در مقایسه با سیگنال ارتعاش عرضی حاصل از جعبه دنده در سرعت های مختلف است و به دنبال آن مشخص کردن مزیت سیگنال ارتعاش پیچشی برای تشخیص عیوب موضعی جعبه دنده ای که در سرعت های مختلف کار می کند، است. به همین منظور، در پژوهش حاضر سفتی درگیری متغیر با زمان جفت چرخ دنده مورد استفاده در معادلات دینامیکی به روش انرژی پتانسیل برای دندانه سالم و معیوب استخراج شده است. سپس معادلات دینامیکی سیستم به روش پارامتر فشرده استخراج شده و با استفاده از آنها سیگنال های ارتعاش عرضی و پیچشی جعبه دنده شبیه سازی شده است. در ادامه پاسخ ارتعاش حاصل از حل معادلات برای سرعت های مختلف در حوزه زمان و فرکانس مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داد که دامنه ی اجزای فرکانسی شامل فرکانس درگیری و باند های جانبی سیگنال ارتعاش عرضی به سرعت کارکرد جعبه دنده وابستگی زیاد دارد. به طوری که با تغییر سرعت، دامنه ارتعاش عرضی تغییر می کند ولی برای سیگنال ارتعاش پیچشی با تغییر سرعت، دامنه ارتعاش تغییرات کمی دارد. این مسیله در فرایند تشخیص عیب اهمیت پیدا می کند. به طوری که با استفاده از سیگنال ارتعاش پیچشی، می توان رشد عیب را در سرعت های مختلف سیستم بهتر از سیگنال ارتعاش عرضی بررسی کرد.
    کلید واژگان: جعبه دنده, تشخیص عیب, ارتعاش پیچشی, ارتعاش عرضی, پردازش سیگنال}
    Alireza Gholami Jalal Abad, Ahmad Zolfaghari, Ali Loghmani *
    Fault Diagnosis of gearboxes using vibrations is one of the most common methods in industry, which is performed by measuring and analyzing the transverse or torsional signals. The purpose of this research is to analyze the torsional vibration signals in time and frequency domain in comparison with the transverse vibration signals at different speeds, and then to determine the advantage of the torsional vibration signals for detecting the crack defect of the gearbox. To this end, the time-varying mesh stiffness of the gear pair has been extracted using the potential energy method for healthy and defective teeth. Then, the dynamic equations of the system are derived by the lumped parameter method and the transverse and torsional vibration signals of the gearbox are obtained. In the following, the vibration signals at different speeds has been analyzed in the time and frequency domain. The results show that the amplitude of frequency components, including mesh frequency and side bands, in the transverse vibration signal, is highly dependent on the working speed of the gearbox. However, by speed change, the torsional vibration signal, the vibration amplitudes at the mentioned components have little changes. This issue becomes important in the fault diagnosis process. Therefore, by using the torsional vibration signal, it is possible to survey the defect growth at different speeds (specially low speeds) of the system better than the transverse vibration signal.
    Keywords: Gearbox, Fault diagnosis, Transverse vibration, Torsional vibration, Signal processing}
  • محمدحسین تبار مرزبالی*

    تشخیص خطای عدمتقارن در ماشینهای القایی بر اساس جریان استاتور به جهت حضور نوسانات فرکانس پایین گشتاور بار منجر به هشدارهای نادرست میشود. در نتیجه جداسازی عدمتقارن رتور از نوسانات فرکانس پایین گشتاور بار میتواند عملکرد سیستم پایش وضعیت را بهبود بخشد. روش هایی که در گذشته ارایه شده است عموما به جریان های سه فاز و در برخی روش ها به ولتاژهای سه فاز و سرعت گردش رتور نیازمند است. در این مقاله، روشی جدید بر اساس داده های یک فاز ماشین ارایه شده است. در این رابطه، قاب مرجع چرخان مجازی مبتنی بر تبدیل هیلبرت که به سرعت گردش ماشین نیازی ندارد، ارایه شده است. برای بهبود وضوح طیف خروجی و کاهش محاسبات، روش ارایه شده با روش گورتزل ترکیب شده است. روش ارایه شده به وسیلهی داده های خودساخته و همچنین داده های عملی مورد تست و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که این روش مشخصهی خطای عدمتقارن را از مشخصهی نوسانات فرکانس پایین رتور به خوبی جدا میکند.

    کلید واژگان: تشخیص خطا, ماشینهای القایی, خطای عدم تقارن رتور, پایش وضعیت}
    MohammadHoseintabar Marzebali *

    Detection of rotor asymmetry faults (RAFs) in induction machines (IMs) based on stator current signature of machine due to the presence of low-frequency load torque oscillation (LTOs) can cause false alarm (FM). Therefore, isolating the RAFs from the LTOs can improve the condition-based monitoring system. The methods discussed in the past generally require three-phase current and voltage of stator windings information along with machine angular velocity. In this paper, a new method based on single phase machine data is presented. In this regard, a virtual rotating reference frame based on Hilbert transform is provided which do not need the angular velocity of machine. In order to improve the output spectrum resolution and low computational cost, the proposed method is combined with the Gortzel algorithm. The proposed method is tested and evaluated by synthetic data and then evaluated by means of experimental results. The results show that this method can isolate the RAFs indices from LTOs, effectively.

    Keywords: Fault Diagnosis, Induction machine, Rotor asymmetry fault, Condition Monitoring}
  • مهدی زمانی، محمد ابونجمی*، سید رضا حسن بیگی

    تشخیص عیب ماشین های دوار نقشی اساسی در قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم های صنعتی جدید ایفا می کند. دنده ها به عنوان بخش حیاتی از اجزاء ماشین های صنعتی به شمار می آیند، به نحوی که عیوب این اجزاء موجب بروز آسیب های جبران ناپذیری در فرایندهای صنعتی می گردد. امروزه بسیاری از محققان در خصوص تشخیص عیب دنده ها با استفاده از تحلیل داده های آکوستیکی مطالعاتی انجام می دهند. در این پژوهش به منظور اخذ داده های آکوستیکی از یک جعبه دنده نمونه، سیستمی ساخته و توسعه داده شد؛ سپس برخی از عیوب شایع در دندانه جعبه دنده به صورت مصنوعی ایجاد گردید. در این پژوهش جهت تشخیص هارمونیک های فرکانس درگیری چرخ دنده و خانواده ساید باندهای ایجاد شده از روش تحلیل کپستروم استفاده شد. در بررسی اولیه انجام شده با روش تحلیل کپستروم و در بازه 0 تا 25/0 ثانیه راهمونیک های مربوط به محور جعبه دنده مشخص گردید؛ سپس به منظور تشخیص عیب چرخ دنده، با تحلیل بازه 0 تا 0002/0 ثانیه عیوب مربوط به دندانه به وضوح قابل مشاهده و پیگیری گردید. بر اساس نتایج به دست آمده در این پژوهش با مشاهده افزایش دامنه در راهمونیک های اول و پنجم می توان عیوبی مانند شکستگی و ساییدگی دندانه یک چرخ دنده را تشخیص داد. نتایج به دست آمده، موثر بودن روش ارایه شده جهت تشخیص عیب در جعبه دنده و جلوگیری از هزینه های غیرمنتظره را نشان می دهد.

    کلید واژگان: جعبه دنده, داده های آکوستیکی, تشخیص عیب, تحلیل کپستروم}
    Mahdi Zamani, Mohammad Aboonajmi *, Sayed Reza Hassan Beygi

    Fault diagnosis of rotary machines plays an essential role in reliability and safety of new industrial systems. Gears are considered as a vital part of the components of industrial machines, so that the defects of these components cause irreparable damages in industrial processes. Nowadays, many research workers conduct studies on the diagnosis of gear faults using data analysis. In this research, to acquire acoustic data from a sample gearbox, a system was fabricated and developed. Then, some common faults in the gearbox teeth were created artificially. In this research, cepstrum analysis method was used in order to detect the harmonics of gear mesh frequency and the family of sidebands created. In the primary investigation, the harmonics related to the gearbox shaft were identified with the cepstrum analysis method in the interval of 0 to 0.25 seconds. Then, in order to detect the faults of the gear, by analyzing in the interval of 0 to 0.0002 seconds, the faults related to the tooth were clearly visible and tracked. According to this research results by observing increase in amplitude of the first and fifth rahmonics, it is possible to detect faults such as broken and worn teeth of gears. The obtained results show the effectiveness of the presented method to diagnose the fault in the gearbox and prevent unexpected costs.

    Keywords: Gearbox, Acoustic Data, Fault Diagnosis, Cepstrum analysis}
  • Mohamadjavad Ghoudjani, Farzad Rafieian, Abolfazl Mohammadebrahim, Hassan Jalali

    This paper is about the application of instantaneous angular speed (IAS) signal in a 3-liter six-cylinder gasoline engine. The study is in continuation of former work in which a measurement system was developed for this signal on a rotating machine. The future trend of the research is to measure IAS in an I.C. engine. Therefore, the objective of the current work is to provide a verified software tool which can run simulated experiments with IAS signal output under healthy/faulty conditions. An engine model with detailed crankshaft elements is established in the GT-SUITE[1]</sup> software. Under the GT-SUITE environment, IAS signal output is obtained through simulated experiments. In order to validate the tool, the first torsional natural frequency of the crankshaft obtained from frequency analysis on the IAS signal is compared with the result of modal analysis on the crankshaft structure using the F.E. method. Also, the value is compared with the prediction from the GT CrankAnalysis module. A good match is found, which shows the validity of the developed software tool. Faulty condition of misfiring in one cylinder is simulated using this tool, and expected observations on the IAS output signal are verified to address the future trend of the research using the developed tool in this study.

    Keywords: Instantaneous angular speed, I.C. engine, Torsional vibrations, Fault diagnosis}
  • سید مجید عطایی اردستانی*
    مبنای تشخیص معایب احتمالی یک ماشین، مقایسه طیف های فرکانسی ارتعاشات نقاط ‏مختلف آن با طیف های مرجع موجود ‏است. استفاده از این روش عیب یابی مقرون به صرفه است چرا که بدون نیاز به توقف ماشین، می توان وضعیت نقاط مختلف آن ‏را ‏تحت بررسی قرار داد و همچنین فقط در مواقع لازم و با توجه به میزان پیشرفت عیوب احتمالی، می توان اقدام ‏به تعمیر آن ‏نمود. در این تحقیق، از شبکه ی عصبی پرسپترون چند لایه (‏MLP‏) و شبکه عصبی پیشخور (‏FNN‏) استفاده شده است. ‏همچنین عیوب متداول در ‏ماشین آلات دوار بطور جداگانه ایجاد شد و فرکانس ارتعاشی تولیدی توسط ‏دستگاه ‏آنالیزور ‏ADASH 4400‎‏ اندازه گیری گردید. با معرفی چهار ویژگی ارتعاشی شامل ناهمراستایی زاویه ای، لقی، خرابی و ‏نابالانسی بیرینگ بعنوان داده های ورودی به شبکه های عصبی مصنوعی، نتایج با سیگنالهای فرکانسی مرجع مقایسه گردید.‏‎ ‎نتایج ‏نشان می دهد که شبکه های عصبی ‏MLP‏ و ‏FNN‏ به ترتیب تا 73% و 78% توانایی تشخیص عیوب را دارند. بنابراین روش ‏FNN‏ برای پیش بینی و شناسایی عمر مفید قطعات دوار پیشنهاد می گردد.‏
    کلید واژگان: شبکه عصبی پرسپترون چند لایه, شبکه عصبی پیشخور, ماشین های دوار, آنالیز ارتعاشات, تشخیص عیوب}
    Seyed Majid Ataei Ardestani *
    The base of diagnosing the possible defects of a machine is comparing the frequency ‎spectra of the vibrations at different points with the existing reference spectra. Due to the ‎needless stoping of machine for investigation of its various parts, use of this ‎troubleshooting method is affordable; Also, regarding to progress of possible ‎defectes, the machine can be rapaired in any required times. In this study , using ‎Neural Network (MLP and FNN), firstly common defects in rotating machines were created ‎separately, then the produced vibrational frequency were measured by ADASH 4400 ‎analyzer. Introducing four vibrational characteristics including angular misalignment, ‎clearance, failure and unbalance of bearing as input data of artificial neural network ,the ‎results were compared to the reference frequency signals. The results show that neural ‎networks MLP and FNN increase the defects detection ability by 73% and 78%, ‎respectively. So, FNN method is proposed for useful life prediction and detection of rotating ‎parts.‎
    Keywords: Multilayer Perceptron Neural Network, Feed Forward Neural Network, Rotary Machines, ‎Vibration Analysis, Fault diagnosis}
  • اشکان موسویان، مقداد خزایی، محمدرضا اسدی اسدآباد*، غلامحسن نجفی

    در این مقاله، یک سامانه هوشمند به منظور تشخیص و طبقه‏بندی عیوب مکانیکی رایج مولد برق موتور بر پایه تحلیل بسامد علامت‏های ارتعاش توسعه داده شد. بدین منظور، در ابتدا علامت‏های ارتعاش یک مولد برق تحت چهار وضعیت سالم، خوردگی یاتاقان، محور دوار ترک خورده و نامتعادل در محور توسط یک شتاب‏سنج دریافت شد. سپس علامت‏های حوزه زمان با روش تبدیل سریع فوریه به حوزه بسامد منتقل شدند. در گام بعد، روش چگالی طیف توان برای دومین مرحله تحلیل بسامد استفاده شد. پس از آن در مرحله داده کاوی، دوازده ویژگی آماری از مقادیر چگالی طیف توان علامت‏ها استخراج و به منظور تشخیص و طبقه‏بندی عیوب مولد برق، به عنوان ورودی به طبقه‏بند شبکه عصبی مصنوعی داده شدند. نتایج نشان داد که روش ارایه شده، قادر به تشخیص عیوب مختلف مولد برق با دقت بیش از 92% است.

    کلید واژگان: تشخیص عیب, آلترناتور, تحلیل ارتعاش, موتور درونسوز, شبکه عصبی مصنوعی}
    Ashkan Moosavian, Meghdad Khazaee, Mohammad Reza Asadi Asad Abad*, Gholamhassan Najafi

    In this article, an intelligent system is introduced in order to detection and classification of some common mechanical faults of an engine alternator based on the frequency analysis of vibration signals. For this purpose, firstly the vibration signals of an alternator under four conditions, including healthy, bearing corrosion, cracked rotor and unbalanced excited shaft, were captured by an accelerometer. Time-domain signals were then transformed into frequency-domain with the aid of FFT. At the next step, power spectral density (PSD) method was used for the secondary frequency signal processing level. Afterward, in data mining step, twelve statistical features were extracted from the PSD values of the signals, which were fed as the input data into the ANN classifier to detect and classify the alternator faults. The results indicate that the proposed method has the capable of detecting the different alternator faults with an accuracy higher than 92%.

    Keywords: Fault diagnosis, Alternator, Vibration analysis, IC Engine, Artificial Neural Network}
  • Saeed Amirkhani, Ali Chaibakhsh *, Ali Ghaffari
    In this paper, ‎the multi-sensor fault diagnosis in the exhaust temperature sensors of a V94.2 heavy duty gas turbine is presented‎. ‎A Laguerre network-based fuzzy modeling approach is presented to predict the output temperature of the gas turbine for sensor fault diagnosis‎. Due to the nonlinear dynamics of the gas turbine, in these models the Laguerre filter parts are related to the linear dynamic part of the models and ‎the nonlinear parts of models are considered as neuro-fuzzy models. In order to deal with the dimensionality problems associated with fuzzy models‎, ‎the nonlinear parts of models are considered as hierarchical fuzzy systems. In the residual evaluation phase, model error modeling adaptive threshold approach is used to increase fault detection robustness against the noise and disturbance. A new expert fuzzy system by multi-sensor information fusion is presented for the fault diagnosis system‎, ‎which can examine the performance of all the sensors simultaneously‎. The result shows that the proposed fault diagnosis system could considerably increase reliability and safety‎.
    Keywords: Gas turbine engine‎, ‎Fault diagnosis‎, ‎Sensor‎, ‎Laguerre model‎, ‎Fuzzy system‎}
  • M. Heidari
    This paper present new method based on adaptive diagnosis, which can self-adaptively diagnose faults of bearings under varying operation conditions without any prior information. For this purpose, a new method using information-geometric support vector machine (IG-SVM) based on Empirical Mode Decomposition and Singular Value Decomposition (EMD–SVD) is presented. Firstly, the vibration signal is decomposed to singular features by the EMD-SVD. Then, the IG-SVM, which uses information geometry to modify SVM in a data-dependent way, is employed for fault clustering. The results show that the proposed method has an efficient approach for fault diagnosis of bearings.
    Keywords: Bearing, Empirical mode decomposition, Fault diagnosis, Support vector machine}
  • M. Heidari*

    Identifying fault categories, especially for compound faults, is a challenging task in mechanical fault diagnosis. For this task, this paper proposes a novel intelligent method based on wavelet packet transform (WPT) and multiple classifier fusion. An unexpected damage on the gearbox may break the whole transmission line down. It is therefore crucial for engineers and researchers to monitor the health condition of the gearbox in a timely manner to eliminate the impending faults. However, useful fault detection information is often submerged in heavy background noise. The non-stationary vibration signals were analyzed to reveal the operation state of the gearbox. The proposed method is applied to the fault diagnosis of gears and bearings in the gearbox. The diagnosis results show that the proposed method is able to reliably identify the different fault categories which include both single fault and compound faults, which has a better classification performance compared to any one of the individual classifiers. The vibration dataset is used from a test rig in Shahrekord University and a gearbox from Sepahan Cement. Eventually, the gearbox faults are classified using these statistical features as input to WSVM.

    Keywords: gearbox, fault diagnosis, wavelet, support vector machine}
  • محمد هادی غفاری، افشین قنبرزاده، علی ولی پور چهارده چریک
    هر صنعتی نیازمند برنامه ای پیش گویانه، در جهت بهینه نمودن مدیریت منابع و بهبود اقتصاد کارخانه با کاهش هزینه های غیر ضروری و افزایش سطح ایمنی می باشد. ماشین های دوار از جمله ماشین های رایج در صنعت است و ریشه بیشتر خرابی ها در ماشین های دوار به دلیل خرابی یاتاقان های غلتشی می باشد. ماهیت گذرای ارتعاشات ناشی از عیب در یاتاقان های غلتشی باعث گردیده تا تحلیل ارتعاشات در این تجهیزات با استفاده از تبدیل موجک پیوسته و آنالیز پوش انجام پذیرد. این مقاله به بررسی کاربردی روش ترکیب ماشین بردار پشتیبان و آنالیز مولفه های مستقل در تشخیص هوشمند محل و نوع عیب در یاتاقان های غلتشی می پردازد. از آنالیز مولفه های مستقل برای استخراج ویژگی و کاهش ابعاد از ویژگی های اصلی استفاده شده است، همچنین از آنالیز مولفه های اصلی نیز برای استخراج ویژگی استفاده شده و نتایج آن با آنالیز مولفه های مستقل مقایسه گردیده است. در این مقاله، طبقه بندی کننده چند کلاسه ماشین بردار پشتیبان برای طبقه بندی عیب به کار گرفته شده است و از روش اعتبار سنجی متقابل برای انتخاب مقادیر بهینه پارامترهای تابع هسته و ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است.
    کلید واژگان: عیب یابی, آنالیز مولفه های مستقل, آنالیز مولفه های اصلی, ماشین بردار پشتیبان, یاتاقان های غلتشی}
    Mohammad Hadi Ghafari, Afshin Ghanbarzadeh, Ali Valipour
    Any industry needs an efficient predictive plan in order to optimize the management of resources and improve the economy of the plant by reducing unnecessary costs and increasing the level of safety. Rotating machinery is the most common machinery in industry and the root of the faults in rotatingmachinery is often faulty rolling element bearings. Because of a transitory characteristic vibration of bearing faults, combining Continuous wavelet transforms with envelope analysis is applied for signal proseccing. This paper studies the application of independent component analysis and support vector machines to for automated diagnosis of localized faults in rolling element bearings. The independent component analysis is used for feature extraction and data reduction from original features. The principal components analysis is also applied in feature extraction process for comparison with independent component analysis does. In this paper, support vector machines-based multi-class classification is applied to do faults classification process and utilized a cross-validation technique in order to choose the optimal values of kernel parameters.
    Keywords: Fault Diagnosis, Independent Component Analysis, Principal components analysis, Support vector machines, Ball Bearing}
  • Sunil Tyagi *, S. K. Panigrahi
    A classification technique using Support Vector Machine (SVM) classifier for detection of rolling element bearing fault is presented here. The SVM was fed from features that were extracted from of vibration signals obtained from experimental setup consisting of rotating driveline that was mounted on rolling element bearings which were run in normal and with artificially faults induced conditions. The time-domain vibration signals were divided into 40 segments and simple features such as peaks in time domain and spectrum along with statistical features such as standard deviation, skewness, kurtosis etc. were extracted. Effectiveness of SVM classifier was compared with the performance of Artificial Neural Network (ANN) classifier and it was found that the performance of SVM classifier is superior to that of ANN. The effect of pre-processing of the vibration signal by Discreet Wavelet Transform (DWT) prior to feature extraction is also studied and it is shown that pre-processing of vibration signal with DWT enhances the effectiveness of both ANN and SVM classifiers. It has been demonstrated from experiment results that performance of SVM classifier is better than ANN in detection of bearing condition and pre-processing the vibration signal with DWT improves the performance of SVM classifier.
    Keywords: Artificial Neural Network (ANN), Discreet Wavelet Transform (DWT), Fault Diagnosis, Rolling Element Bearing, Support Vector Machine (SVM)}
  • شهرام هادیان جزی*، محمود آرین
    این تحقیق به موضوع عیب یابی اتوماتیک ماشین های دوار با استفاده از داده های ارتعاشی نقاط مختلف این ماشین ها و به کمک یک پایگاه قوانین هوشمند فازی می پردازد. به این منظور از یک چارت تعیین هویت ارتعاشات جدید که در یکی از مراجع منتشر شده استفاده شده است. مشخصه این چارت جدید درنظر گرفتن زاویه فاز ارتعاشات در عیب یابی است و شامل مشخصه های فرکانسی، جهات غالب و زاویه فاز است و برای عیوب نابالانسی، ناهمراستایی، شافت خمیده و لقی مکانیکی تدوین شده است. سیستم فازی طراحی شده در این تحقیق یک سیستم بسیار ساده است. این سیستم نیازی به آموزش های پیچیده همانند آنچه برای شبکه های عصبی انجام می شود ندارد. از سیستم فازی طراحی شده برای عیب یابی چند ماشین دوار کارخانه ذوب آهن اصفهان مانند فن های مختلف مورد استفاده در این کارخانه استفاده شده است و نتایج حاصل از آن با نتایج عیب یابی حاصل از شبکه های عصبی موجود در مراجع دیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد سیستم فازی طراحی شده کارآیی بالایی برای تشخیص عیب دارد.
    کلید واژگان: عیب یابی, ماشین آلات دوار, منطق فازی, تحلیل ارتعاشات}
    Sh. Hadian Jazi *, M. Arian
    In this paper, automatic fault diagnosis of rotating machines using vibrating data measured from different point of machines and an smart fuzzy knowledge-based systems is discussed. To this end, a new vibrations’ identification chart, recently published, is used. This vibration's identification chart contained frequency characteristics and phase angle and is represented for some usual defects such as unbalancy, misalignment, bent shaft and mechanical looseness. Designed fuzzy knowledge-based system has a very simple structure. It do not need any complicated training such as those are used for neural network training. To evaluate the performance of the designed fuzzy system in actual application, it is used for fault diagnosis of some rotating machines in Isfahan Steel Company such as Fans. The effect of different membership functions such as non-linear Gaussian, bell-shaped, sigmoid, s-shape and z-shape function for inputs and outputs of fuzzy rules database is investigated and.the results are compared with the results of some neural networks-based fault diagnosis systems. Results show the designed smart fuzzy system has acceptable performance in detecting fault.
    Keywords: Fault Diagnosis, Rotating Machine, Fuzzy Logic, Vibration Analysis}
  • یاسمن واقعی، انوشیروان فرشیدیان فر
    امروزه، تشخیص دقیق و سریع عیب، یکی از مسائل اساسی در صنعت می باشد. به همین دلیل، تاکنون، الگوریتم های پیشرفته ی بسیاری بدین منظور به کار گرفته شده اند که اکثرا دارای پیچیدگی بسیاری بوده و یا نتایج مطلوبی را درپی نداشتند. پژوهش حاضر، روشی نوین جهت تشخیص عیب یاتاقان های موتورهای الکتریکی صنعتی و دسته بندی آن ها براساس قطر عیب و محل آن ارائه می نماید. در بخش ابتدایی، سیگنال ارتعاشی مرتبط با عیوب مختلف به صورت آزمایشگاهی برای دو یاتاقان ساچمه ای شیار عمیق استاندارد متصل به سمت شفت گردنده و سمت محرک در حالت های معیوب و سالم استفاده شده و سپس، در بخش دوم، به دلیل وجود نویز بالا در سیستم، از تبدیل موجک ساده ی تک بعدی میر جهت تحلیل سیگنال در حوزه ی فرکانس و زمان استفاده شده و در نتیجه ضرایب حاصل از تبدیل موجک منحصر به هر سیگنال استخراج گردیده است. در قدم بعدی، این ضرایب به بخش سوم، که یک سیستم عصبی-فازی تطبیقی است، جهت دسته بندی نوع عیب، داده شده و تفکیک پذیری بر اساس میزان عیب موجود در شیار و یا ساچمه انجام گرفته است. در این بخش، قابلیت های اصلی سیستم فازی و شبکه ی عصبی، یعنی مقابله با عدم قطعیت و انعطاف پذیری، به منظور افزایش میزان دقت و مقابله با نویز در امر عیب یابی ترکیب شده است. بخش چهارم این پژوهش نیز به بررسی عملکرد سیستم با تحلیل سیگنال های جدید آزمایشگاهی و درنهایت مقایسه ی این نتایج با کارهای پیشین اختصاص یافته است. نتایج حاصل، حاکی از دقت بالا و قابلیت تفکیک و دسته بندی بهتر روش ارائه شده می باشد.
    کلید واژگان: عیب یابی, سیگنال ارتعاشی, تبدیل موجک, سیستم عصبی, فازی تطبیقی}
    Yasaman Vaghei, Anooshiravan Farshidianfar
    Today, fast and accurate fault detection is one of the major concerns in the industry. Although many advanced algorithms have been implemented in the past decade for this purpose, they were very complicated or did not provide the desired results. Hence, in this paper, we have proposed an emerging method for deep groove ball bearing fault diagnosis and classification. In the first step, the vibration test signals, related to the normal and faulty bearings have been used for both of the drive-end and fan-end bearings of an electrical motor. After that, we have employed the one dimensional Meyer wavelet transform for signal processing in the frequency domain. Hence, the unique coefficients for each kind of fault were extracted and directed to the adaptive neuro-fuzzy system for fault classification. The intelligent adaptive neuro-fuzzy system was adopted to enhance the fault classification performance due to its flexibility and ability in dealing with uncertainty and robustness to noise. This system classifies the input data to the faults in the race or the balls of each of the fan-end and the drive-end bearings with specific fault diameters. In the final part of this study, the new experimental signals were processed in order to verify the results of the proposed method. The results reveal that this method has more accuracy and better classification performance in comparison with other methods, proposed in the literature.
    Keywords: Fault Diagnosis, Vibration Signal, wavelet transform, Adaptive Neuro, Fuzzy System}
  • M. Heidari*, H. Homaei, H. Golestanian

    This paper concentrates on a new procedure which experimentally recognises gears and bearings faults of a typical gearbox system using a least square support vector machine (LSSVM). Two wavelet selection criteria Maximum Energy to Shannon Entropy ratio and Maximum Relative Wavelet Energy are used and compared to select an appropriate wavelet for feature extraction. The fault diagnosis method consists of three steps, firstly the six different base wavelets are considered. Out of these six wavelets, the base wavelet is selected based on wavelet selection criterion to extract statistical features from wavelet coefficients of raw vibration signals. Based on wavelet selection criterion, Daubechies wavelet and Meyer are selected as the best base wavelet among the other wavelets considered from the Maximum Relative Energy and Maximum Energy to Shannon Entropy criteria respectively. Finally, the gearbox faults are classified using these statistical features as input to LSSVM technique. The optimal decomposition level of wavelet is selected based on the Maximum Energy to Shannon Entropy ratio criteria. In addition to this, Energy and Shannon Entropy of the wavelet coefficients are used as two new features along with other statistical parameters as input of the classifier. Some kernel functions and multi kernel function as a new method are used with three strategies for multi classification of gearboxes. The results of fault classification demonstrate that the LSSVM identified the fault categories of gearbox more accurately with multi kernel and OAOT strategy.

    Keywords: gearbox, fault diagnosis, wavelet, least support vector machine}
  • Behrooz Attaran *, Afshin Ghanbarzadeh
    Rotating machinery is the most common machinery in industry. The root of the faults in rotating machinery is often faulty rolling element bearings. This paper presents a technique using optimized artificial neural network by the Bees Algorithm for automated diagnosis of localized faults in rolling element bearings. The inputs of this technique are a number of features (maximum likelihood estimation values), which are derived from the vibration signals of test data. The results show that the performance of the proposed optimized system is better than most previous studies, even though it uses only two features. Effectiveness of the above method is illustrated using obtained bearing vibration data.
    Keywords: Fault Diagnosis, MLE distributions, RBF neural network, Bees Algorithm}
  • سید مهدی علوی نیا، محمد علی صدر نیا، محمد جواد خسروجردی، محمد مهدی فاتح
    در این مقاله روشی نوین برای تعیین دقیق نقطه کار و نقطه سرج کمپرسور از طریق طراحی سیستم کنترل تحمل پذیر عیب حسگر ها معرفی می گردد. از روش افزونگی تحلیلی و ابزار شبکه های عصبی دینامیکی مقاوم مبتنی بر ایده مد لغزشی، برای تشخیص عیب در حسگرهای کمپرسور با فرض وجود عدم قطعیت پارامتری درکمپرسور و نویز درحسگرها استفاده می گردد. ضعف اساسی در کاربرد شبکه های عصبی دینامیکی، فقدان روشی قانونمند برای تعیین ماتریس پایدار هورویتز است که این ضعف با استفاده از روش شناسایی مبتنی بر زیر فضا جبران می شود. از مدل مور-گریتزر شبیه سازی شده کمپرسور، داده های لازم برای تولید مانده در روش افزونگی تحلیلی استخراج می شود و سپس در بلوک ارزیابی مانده، الگوریتم ویژه ای برای تعیین مشخصات عیب ارایه می گردد. برای طراحی سیستم کنترل تحمل پذیر عیب از ایده حسگر مجازی بهره گرفته می شود. با استفاده از نتایج شبیه سازی، مزایای عملکرد سیستم پیشنهادی تشخیص عیب در تعیین دقیق نقطه سرج کمپرسور نشان داده می شود.
    کلید واژگان: سیستم کنترل تحمل پذیر عیب, حسگر مجازی, سرج کمپرسور, مدل مور, گریتزر, شبکه های عصبی دینامیکی مقاوم}
    In this paper، a novel technique is presented for determining of operating and surge point in compressor via sensor fault tolerant control. The analytical redundancy method and the dynamic neural network (DNN) based on robust identification scheme is presented to determine of compressor surge point accurately، even in the presence of uncertainty in the compressor and noise in the sensor. Generally، the main drawback of DNN method is the lack of systematic law for selecting of initial Hurwitz matrix. Therefore، in this paper the subspace identification method is proposed for selecting this matrix. The required data is obtained from compressor Moore-Greitzer simulated model. In the residual evaluation block، a specified algorithm is proposed for obtaining fault properties. Virtual sensor idea is utilized for fault tolerant control system. A number of simulation results are carried out to demonstrate and illustrate the advantages، capabilities، and performance of our proposed fault toleant control scheme.
    Keywords: Fault Tolerant Control, Fault Diagnosis, Compressor Surge, Moore, Grietzer Model, Robust Dynamic Neural Network}
  • سید اشکان موسویان، غلامحسین نجفی*، برات قبادیا، ن سید محمد جعفری، بابک سخایی، مقداد خزایی
    یکی از موارد تاثیرگذار بر روی کیفیت احتراق وضعیت شمع ها است، به طوری که اگر از وضعیت سالم خارج شوند می توانند تاثیرات سویی روی میزان آلایندگی و راندمان موتور داشته باشند. در این مقاله با هدف جلوگیری از اثرات سوء شمع های معیوب، روشی بر پایه تحلیل ارتعاش برای شناسایی عیب در شمع موتور ارائه می شود. سیگنال های ارتعاش موتور توسط یک حسگر شتاب سنج در حالات شمع سالم و معیوب، گرفته شدند. به دلیل وجود نویزهای شدید در سیگنال های منتشره از موتور، تکنیک نویززدایی به منظور حذف این نویزها به کار گرفته شد. سپس برای به دست آوردن اطلاعات مفید تشخیصی از سیگنال های پردازش شده، روش استخراج ویژگی توسط پارامترهای آماری استفاده شد. در این تحقیق 7 ویژگی ماکزیمم، میانگین، انحراف معیار، واریانس، چولگی، کورتسیس و فاکتور ضربه در مرحله استخراج ویژگی به کار گرفته شد. شبکه عصبی با 7 نرون در لایه ورودی تحت فرآیند آموزش قرار گرفت. پس از ایجاد ساختار بهینه، عملکرد شبکه طراحی شده آزمایش شد. نتایج نشان دادند که سطح بالایی از دقت در تشخیص شمع معیوب به دست آمد. بنابراین می توان ذکر کرد که روش پیشنهاد شده می تواند به طور قابل اطمینانی برای شناسایی عیب در شمع موتور مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: عیب یابی, شمع موتور, تحلیل ارتعاش, نویززدایی, شبکه عصبی}
    A. Moosavian, G. Najafi*, B. Ghobadian, S.M. Jafari, B. Sakhaei, M. Khazaee
    Spark plug condition is an effective parameter on the combustion quality of a spark-ignition (SI) engine. If the condition of spark plug becomes abnormal, engine’s pollution and efficiency will be affected. In the present paper, a procedure is proposed based on vibration analysis for spark plug fault detection. The vibration signals of a SI engine were collected by an accelerometer under two spark plug conditions, namely, normal and abnormal. In order to remove the noises from the signals, wavelet denoising technique was used. Then feature extraction method by statistical parameters was applied to obtain fault-indicating information. In this work, seven feature parameters were employed in the feature extraction stage, namely, maximum, mean, standard deviation, variance, Skewness, Kurtosis and impulse factor. Neural network (NN) was trained with seven neurons in input layer. After constructing the optimum structure, the network’s performance was tested. The results showed that a high level of efficiency was gained in spark plug fault detection. So it can be mentioned that the proposed approach can reliably be used for fault identification in engine spark plug.
    Keywords: Fault diagnosis, Engine spark plug, Vibration analysis, Denoising, Neural network}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال