车载嵌入式智能故障诊断终端的研究与设计

发布时间：2017-04-21 14:01

  本文关键词：车载嵌入式智能故障诊断终端的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工程机械行业作为装备制造业的重要组成部分,是国家重点鼓励发展的领域。近年来随着该行业的迅速发展,对机械设备的故障监测及诊断技术的要求也越来越高。传统的故障诊断设备存在较多的局限性,如运算能力有限,环境适应能力差等,而嵌入式技术的发展为解决以上不足提供了十分有利的条件。目前,较为常用的做法是结合嵌入式产品成本低廉、针对性强、方便携带、开发周期短的优势,将故障诊断技术与嵌入式技术相结合,以此来对提高机械设备的故障诊断效率。介于机械设备液压系统的特殊性,本文以其为重点来研究诊断终端的设计。通过分析液压系统的故障特点及技术概况,提出了构建嵌入式智能故障诊断车载装置的设计方案,在文中完成的主要工作有：首先,通过对终端的功能需求分析,完成了终端平台的搭建,本终端以SAMSUNG S3C6410为核心进行了硬件平台的设计,采用嵌入式Linux操作系统完成了软件平台的构建；在分析了液压系统故障机理和神经网络工作原理的基础上将BP神经网络算法应用于液压系统故障诊断。其次,通过分析液压系统的故障诊断技术,本文选用BP神经网络来实现液压系统的故障诊断的功能,考虑到BP神经网络算法的局限性,文中选用标准粒子群算法对其进行改进,并进一步根据混沌运动的特性,选用混沌模型对标准PSO算法进行优化,使PSO算法的收敛速度和精度得到进一步的提高,并通过实验仿真,验证了算法的有效性。最后,利用改进了的BP神经网络构建了故障诊断系统,并将其移植到搭建好的嵌入式故障诊断车载终端上,且开发了良好的用户界面。在实验条件下对该终端进行了测试验证,测试结果表明该诊断终端各个模块运行良好,能够实现对液压系统运行状态的实时监测及故障诊断,数据传输功能模块也得到了有效验证,完成了最初所设计的使用无线网络进行参数更新的设计目标。
【关键词】：嵌入式 故障诊断 BP神经网络 粒子群算法 Qt
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 故障诊断国内外研究动态13-15
• 1.3 液压系统故障诊断发展现状15-18
• 1.4 传统诊断设备分析18-19
• 1.5 本文的研究内容及结构安排19-21
• 第二章 故障诊断终端硬件平台设计21-27
• 2.1 故障诊断终端需求分析21-23
• 2.2 故障诊断终端的硬件模块设计23-26
• 2.2.1 故障诊断终端的硬件结构23-24
• 2.2.2 嵌入式开发平台的选择24-25
• 2.2.3 3G无线通讯模块的选择25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 基于BP神经网络的故障诊断算法的研究27-53
• 3.1 BP神经网络在故障诊断系统中的应用27
• 3.2 基本理论27-35
• 3.2.1 BP神经网络27-31
• 3.2.2 粒子群算法31-34
• 3.2.3 混沌34-35
• 3.3 粒子群算法的改进35-44
• 3.3.1 针对PSO算法参数设定的分析35-37
• 3.3.2 对PSO算法的改进思路37-39
• 3.3.4 算法仿真分析与比较39-44
• 3.4 改进的PSO-BP优化算法44-46
• 3.5 算法仿真分析46-51
• 3.6 本章小结51-53
• 第四章 故障诊断终端系统软件的设计与实现53-67
• 4.1 嵌入式操作系统的选择53-54
• 4.2 搭建系统的开发环境54-58
• 4.2.1 交叉编译环境的构建54-56
• 4.2.3 Qt开发环境的搭建56-58
• 4.3 图形界面设计58-60
• 4.3.1 开机界面设计59-60
• 4.3.2 故障诊断界面设计60
• 4.4 故障诊断系统软件设计60-62
• 4.5 串口通讯设计62-64
• 4.5.1 串口属性的设置62-63
• 4.5.2 串口设备的读写63-64
• 4.5.3 图形界面设计64
• 4.6 3G网络通讯设计64-65
• 4.7 本章小结65-67
• 第五章 实验结果与分析67-73
• 5.1 系统整机运行调试67-68
• 5.2 系统子模块调试68-72
• 5.2.1 故障诊断系统测试68-70
• 5.2.2 数据的传输测试70-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第六章 结论73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录A81

【参考文献】

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本文编号：320469