مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روشی نو درتعیین عمق ترک محور دوار با استفاده از آنتروپی چند مقیاسی جایگشتی و شبکه انفیس

نویسندگان
1 دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
2 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
چکیده
آنتروپی در آمار، معیاری در جهت اندازه‌گیری بی‌نظمی در سری‌های زمانی می‌باشد. از آنتروپی جهت بررسی سیگنال‌های زمانی فیزیولوژیک استفاده می‌شود. به کمک این تحلیل می‌توان به عملکرد سالم یا ناسالم ارگان‌های بدن مانند قلب، مغز و ... پی بُرد. از این روش برای تشخیص بیماری صرع استفاده شده است. در این مقاله برای اولین بار از نوع خاصی از آنتروپی به نام آنتروپی جایگشتی جهت تعیین سلامت سیستم‌های مکانیکی استفاده شده است. دستگاهی شامل موتور که به یک محور تحت گشتاور خمشی متصل شده جهت انجام آزمایشات طراحی و ساخته شد.ارتعاشات ناشی از این محور دوار در حالت‌های سالم و با ترک‌های 3، 5 و 7 میلی‌متر توسط دستگاه داده‌برداری بر روی یاتاقان‌های نگه‌دارنده محور، ثبت شد. این سیگنال‌ها توسط الگوریتم آنتروپی جایگشتی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از این پیش‌پردازش سیگنال‌های ارتعاشی به‌عنوان بردارهای خصوصیت به یک سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (انفیس) داده شد. تعداد 9 خصوصیت از سیگنال آنتروپی چندمقایسی اسخراج شد که بعنوان ورودی‌های سیستم انفیس مورد استفاده قرار گرفت. سیستم انفیس طراحی‌شده توانست با تحلیل سیگنال‌های پیش‌پردازش شده حالات مختلف چهارگانه را با دقت بیش از 96% تشخیص دهد. نتایج به‌دست‌آمده از این تحقیق می‌تواند به‌عنوان روشی جدید و بدیع جهت عیب‌یابی سیستم‌های مکانیکی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A new method in determining rotor crack depth by using multi-scale permutation Entropy and ANFIS network

نویسندگان English

Mehrdad Nori Khajavi 1
Mohammad Reza Bavir 1
Ebrahim Farrokhi 2
1 Shahid Rajaee Teacher Training University
چکیده English

In statistics, Entropy is a measure of disorder of time series. Entropy is used in physiologic for signal analysis. In physiologic science, Entropy is used for performance analysis of body organs such as heart and brain. Epileptic patients have been diagnosed by this technique. In this paper for the first time, Entropy is used to determine the health condition of mechanical systems. A special kind of Entropy, namely Permutation Entropy is used for this purpose.To perform the experiment an apparatus consisting of a motor coupled with a shaft has been designed and manufactured. Vibration signals from supporting bearing of this system in different shaft states namely healthy shaft, and shafts with 3, 5 and 7 mm crack were gathered with a vibration data analyzer. The vibration were taken from sensors mounted on bearing supports of the shaft. Shaft was subjected to a constant bending moment. The vibration signals were preprocessed by permutation Entropy method. Nine different features were extracted from the Entropy signals which are fed to an Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS). The designed ANFIS was capable of classifying different shaft states with an overall %96 percision.

کلیدواژه‌ها English

Permutation Entropy
Time Series
ANFIS
Transverse Crack
Rotating Shaft