基于小波神经网络技术的井下瓦斯传感器故障诊断分析.pdf

【文章摘要】 本文主要探讨了利用小波神经网络技术对井下瓦斯传感器进行故障诊断的方法。作者邵俊倩指出，煤矿井下的瓦斯传感器的准确性和稳定性对矿井安全至关重要。研究中，通过小波包分解算法分析瓦斯传感器的故障信号，提取关键特征，并采用扩展卡尔曼滤波算法训练神经网络模型，从而实现故障的有效识别。通过对兖州集团王庄煤矿100组瓦斯检测数据的验证，证实了该技术的准确性和有效性，为在线故障诊断系统设计提供了依据。 【小波神经网络技术解析】 小波神经网络结合了小波分析和神经网络的优点，能够在时间和频率域中同时进行信号处理。小波包分解是小波分析的一种扩展，它可以将复杂信号分解为不同频率成分的子带，从而提取出故障信号的局部特征。这种技术对于非平稳和非线性信号的故障诊断特别有效。 【故障特征提取】 在井下瓦斯传感器的故障诊断中，通过小波包分解，可以分析出传感器信号的异常模式，如周期性、漂移、冲击和偏置等突发故障类型。这些特征能够帮助识别传感器的工作状态，及时发现潜在问题，防止误报和数据失真导致的安全隐患。 【神经网络应用】 神经网络作为一种强大的数据建模工具，能通过学习过程自动建立输入与输出之间的复杂映射关系。扩展卡尔曼滤波算法则是在卡尔曼滤波的基础上，针对非线性系统进行优化，可以更精确地估计系统的状态。在这里，神经网络被训练来根据小波包分解得到的特征进行故障分类和诊断。 【其他故障诊断方法】 文中提到，传统的瓦斯传感器故障诊断方法包括时间序列分析、神经网络逼近法和多元回归分析等。这些方法各有优缺点，但小波神经网络技术因其对非线性、非平稳信号的处理能力而更具优势。 【结论】 基于小波神经网络的瓦斯传感器故障诊断技术具有很高的实用价值，它能有效地识别和预测传感器的故障状态，对于提升矿井安全生产的监控水平有着显著作用。随着深度学习和机器学习技术的不断发展，未来在故障诊断领域可能会有更多创新性的方法出现，进一步提高故障识别的准确性和实时性。