往复压缩机运行中的振动噪声会对设备管理人员健康造成不良影响,而卸荷器作为压缩机流量调节执行机构,其动作速度是流量调节精度、冲击振动噪声以及部件寿命的交叉矛盾点。设计了一种流量调节执行机构缓冲液压缸,采用AMESIM软件平台构建了液压缸的仿真模型;以节流孔直径、缓冲活塞直径和缓冲活塞行程为探究关键参数,基于响应曲面法分析了不同参数对执行机构顶出撤回的冲击速度、动作完成时间以及气阀阀片撤回时间等调节性能的影响规律;通过实验验证了分析结果的正确性,为减小压缩机振动降低噪声奠定了理论基础。

针对往复压缩机振动加速度信号的非线性、非平稳等特性,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和精细复合多尺度散布熵(RCMDE)的往复压缩机轴承故障特征提取方法。采用CEEMDAN方法对信号进行分解时,通过不同的参数组合,可得到不同的IMF分量;计算不同参数条件下重构后的信号的峭度值,选用峭度值最大的一组参数重新对信号进行CEEMDAN分解,并进行信号重构。对重构后的信号进行RCMDE分析,提取故障特征向量,并利用支持向量机(SVM)进行分类识别。将优选参数的CEEMDAN分解方法和原CEEMDAN分解方法进行对比,结果表明优选参数的CEEMDAN分解方法能更好地提取往复压缩机周期冲击性信号,有利于提高故障诊断的精确度。

根据实验室往复压缩机试验台的运行现状,基于S7-300 PLC、上位PC机、触摸屏和变频器组态设计一种往复压缩机自动监控系统,在控制部分采用模糊PID控制算法,并以变频控制为辅助,实现压力的稳定输出。详细论述该系统的结构组成、硬件和软件设计流程、模糊PID算法在MATLAB中的仿真及变频调速技术。实际运行结果显示:该监控系统可实现自动监控压缩机运动过程中的热力学性能参数和故障情况,仿真结果显示经过模糊控制系统响应快,更平稳,出口压力稳定性提高,大大提高了往复压缩机的使用效率。

针对往复压缩机异常检测不及时、漏报、误报的问题,提出一种多特征融合的相空间LDA（Latent Dirichlet Allocation）模型的异常检测方法。为了全面描述波形特征,提取往复压缩机正常运行数据和实时运行数据的特征集,对特征集进行预处理后,运用LDA方法计算正常状态和当前状态相空间分布模型,并用JS（Jensen Shannon divergence）距离计算两者差异度,若差异度超过设定值则认为发生故障。实验验证了该方法能有效实现往复压缩机异常检测,并能大幅提前往复压缩机典型故障异常检测报警时间点。

对具有分形特征的复杂非线性时间序列的预测,核心问题表现为初始条件敏感性对系统动力模型的影响,该敏感性又决定了最大预测可信时间;笔者从信息熵角度引入预测可信时间,在对振动时序变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的基础上,分析并提取各主模态多重分形奇异谱形态参数,构造基于相空间重构的KNN（K Nearest Neighbor）预测建模域,以变参数寻优角度建立预测算法;依上述预测算法对2D12往复式压缩机轴承中度磨损故障振动序列提取故障特征分量,多方法对比与误差分析表明,该算法能较准确反映系统状态演化趋势,可作为决策依据并为寿命预测提供有效数据支持。

辽阳石化分公司炼油厂C5101A新氢压缩机在无备台运转期间发现一级排气系统超压,同时安全阀在压力超过设定值 时并未按设定值起跳,情况严重威胁装置安全生产,为了尽快排除故障并消除隐患,必须马上停机检查.通过对故障特征和活塞 沉降系统监控数据的分析,以及专门针对二级气阀、活塞体和气缸内径的拆检测量,最终发现并排除了故障,恢复生产.

介绍了往复压缩机故障诊断技术领域的相关技术，叙述了往复压缩机故障诊断技术的研究现状。结合往复压缩机常见故障类型，总结了典型故障模式的模拟试验方法；介绍了往复压缩机一些常用的故障诊断方法和信号分析技术；最后总结了往复压缩机故障诊断技术研究存在的问题及未来的发展方向。

往复压缩机用气阀由于其高频开闭工作状态不可避免地受到强烈冲击,阀片常出现磨损、断裂等故障。以往复压缩机阀片断裂故障为研究对象,通过故障模拟试验获得在线监测数据,提出了一种基于Teager能量算子的局部冲击能量特征提取与分析方法;故障模拟试验数据分析结果表明,当气阀发生阀片断裂时,气阀开闭的局部振动能量显著降低。提出的方法能够突出气阀冲击变化特征,对气阀阀片故障分析诊断取得了较好的效果。

往复压缩机的效率首先取决于气阀,气体的非稳态流动是引起阀片的非正常运动(颤振、关闭延时)原因,也是气体流动损失的主要原因。利用标准k-ε模型对吸气阀口形状及进出口通流面积之比进行了流场数值模拟,结果表明,随着吸气阀口的倾斜角度增大,气阀通道出口两侧的涡旋区域越大,造成流体的压力损失也就越大,另外还研究发现吸气阀的进出口通流面积之比值越小,流体的压力损失越小。最后通过试验验证了仿真的正确性。

对往复式压缩机管道振动的相关问题进行研究时常会用到各种标准文件,对与振动相关的国际标准、国外标准和国内标准进行了介绍,这些标准的应用范围涵盖了管路设计阶段、改造分析阶段、压缩机机体、压缩机管路、管内气流脉动等,对部分相关标准作了对比分析,对最常用标准作了说明并介绍了一具体工程案例,归纳概括的各标准对该问题分析有一定指导作用和借鉴意义。