شماره مدرك
20968
شماره راهنما
18007
پديد آورنده
علي بيگي بني،محمدرضا
عنوان
تشخيص عيب بلبرينگ در موتورهاي القايي با استفاده از يادگيري عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
كنترل
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
چهارده،81ص.:مصور،جدول
توصيفگر ها
موتور القايي , بلبرينگ , يادگيري عميق , تشخيص عيب , شبكههاي عصبي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/01/24
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي برق
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/01/26
كد ايرانداك
23212052
چكيده فارسي
موتورهاي القايي از تجهيزات حياتي در صنايع توليدي و خدماتي مدرن به شمار ميآيند. نظارت و پايش وضعيت موتورها مي¬تواند به كاهش هزينه¬هاي عملياتي و نگهداري كمك كند. تشخيص زود هنگام عيب¬ها، به ويژه عيبهاي موتور القايي از اهميت زيادي برخوردار است؛ چرا كه باعث كاهش هزينه نگهداري، جلوگيري از گسترش عيب و آسيب به بقيه تجهيزات و كاهش يا توقف توليد مي¬شود. اينكه بتوان رخدادن يك عيب را قبل از وقوع آن تشخيص داد و از پيامدهاي بعدي آن جلوگيري كرد، حائز اهميت است. در بين عيوبي كه براي موتور القايي رخ ميدهد، تشخيص و يا آشكارسازي عيب بلبرينگ مهم است؛ چرا كه رايجترين و مهمترين مورد محسوب ميشود. امروزه مشخص شده بكارگيري روشهاي يادگيري عميق براي مسائل تشخيص عيب از كارايي بيشتري برخوردار است. بنابراين با توجه به اهميت بالاي تشخيص عيب بلبرينگ، در اين پاياننامه يك چارچوب مبتني بر يادگيري عميق جهت آشكارسازي عيب بلبرينگ طراحي شده است. اين چارچوب شامل شبكه عصبي پيچشي تك بعدي (CNN-1D)، واحد بازگشتي دروازهاي دو طرفه (BIGRU) و ماژول توجه كانولوشني (CBAM) است، كه بر روي مجموعه دادههاي نسبتا بزرگ جريان و ارتعاش آموزش داده شده و نتايج حاصل از آن ارائه ميگردد. ويژگيهاي مورد استفاده در اين پژوهش شامل جريانهاي T،S ،R و ارتعاش در راستاي X وY مربوط به دو بلبرينگ هستند. در فرآيند تشخيص عيب، چهار وضعيت تشخيص وجود دارد كه حالت سالم، عيب حلقهي داخلي، عيب حلقهي خارجي و ساچمه بلبرينگ را در بر ميگيرد. استفاده از داده جريان در روش ارائه شده، از يك طرف باعث عدم كاهش ميانگين دقت، 68/99 % براي داده ارتعاش به تنهايي و 70/99% براي حالت همجوشاني داده ارتعاش و جريان، نميشود. از طرف ديگر اين همجوشاني داده ارتعاش و جريان ميتواند باعث كاهش هزينه پيادهسازي عملي و ارتقاء مفاهيمي چون پايداري تشخيص، افزايش قابليت اطمينان و تعميم پذيري به وضعيتهاي مختلف كاربردي شود. همچنين با توجه به اين كه اين دو داده اطلاعاتي شامل وضعيت مكانيكي و الكتريكي موتور را همزمان فراهم ميكند، هرگاه يكي از دادهها نويزي باشد؛ داده ديگري ميتواند كمك كند و مكمل يكديگر جهت تشخيص عيب باشند.
چكيده انگليسي
Induction motors are considered essential components in modern manufacturing and service industries. Condition monitoring and health assessment of these motors can significantly reduce operational and maintenance costs. Early fault detection, particularly in induction motors, is of great importance, as it helps reduce maintenance expenses, prevent fault propagation and damage to other equipment, and avoid production reduction or shutdown. The ability to detect a fault prior to its full occurrence and to prevent its subsequent consequences is therefore highly valuable. Among the various faults that may occur in induction motors, bearing fault detection is especially critical, as it represents one of the most common and significant failure types. In recent years, deep learning, based methods have demonstrated superior performance in fault detection applications. Accordingly, given the high importance of bearing fault detection, this thesis proposes a deep learning–based framework for bearing fault identification. The proposed framework consists of a one dimensional Convolutional Neural Network (CNN-1D), a Bidirectional Gated Recurrent Unit (BiGRU), and a Convolutional Block Attention Module (CBAM). The model is trained on relatively large scale datasets of current and vibration signals, and the corresponding results are presented. The features utilized in this study include three-phase stator currents (R, S, and T) and vibration signals measured along the X and Y directions from two bearings. In the fault detection process, four operating conditions are considered: healthy state, inner race fault, outer race fault, and ball defect. The incorporation of current signals in the proposed method does not lead to any reduction in the mean accuracy; specifically, an accuracy of 99.68% is achieved using vibration data alone, while 99.70% is obtained when vibration and current data are fused. Moreover, the fusion of vibration and current signals can reduce practical implementation costs and enhance key performance attributes such as detection stability, reliability, and generalization capability under various operating conditions. Furthermore, since vibration and current signals simultaneously provide complementary mechanical and electrical information about the motor’s condition, the presence of noise in one signal can be compensated by the other, enabling a more robust and reliable fault detection process.
استاد راهنما
جواد عسگري مارناني
استاد مشاور
فاطمه زارع
استاد داور
جعفر قيصري , حامد جلالي بيدگلي