太阳能游览船舶动力锂电池组的故障诊断研究

发布时间：2017-10-20 00:11

  本文关键词：太阳能游览船舶动力锂电池组的故障诊断研究

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【摘要】：太阳能和风能等新能源在小型船舶上的应用越来越普遍,特别是近年来旅游业的持续发展,湖泊和内河景区加强了水上旅游的开发力度和设施建设。为了保护水资源环境和提升旅游品质,配备以太阳能作为船舶动力能源的游览观光船舶受到越来越多的应用。但太阳能游览船舶采用的综合电力推进系统技术先进复杂,游览船舶上工作人员少、技术水平差以及检修经验的不足,往往在船舶设备故障监测、诊断和维修等方面都存在问题,导致新能源船舶在实际使用过程中,即使故障预兆出现了但却难以发现,或者一旦发生故障难以及时判断故障来源和进行维修。为解决这一问题在每艘游船上安排专业人员负责故障判断和维修是不切实际的,因此从船舶可靠性、维修性和经济性来综合考虑,通过建立相应的游览船舶的故障诊断系统就能很好并有效地解决这一问题。本文首先结合国内外在故障诊断技术发展和研究现状,并对几种常用的故障诊断方法进行介绍和对比;以太阳能游览船舶的动力锂电池组的故障诊断为研究对象,结合锂电池的特性,分析了船舶动力锂电池组故障模式和表现特征,提出基于模糊神经网络理论的故障诊断方法。其次,基于模糊神经网络理论对船用锂电池组故障诊断模型进行研究,使用MATLAB的相关工具,建立了船用锂电池组的自适应模糊神经网络故障诊断模型,并通过样本数据进行模型训练,并使用测试数据验证故障诊断模型的准确性。然后,根据研究对象和其使用环境的特点,提出了具有针对性的太阳能游览船舶动力锂电池组故障诊断系统的设计,并使用Delphi和SQL Server软件,完成该故障诊断系统的软件界面设计、相关功能的开发和锂电池组故障诊断数据库的建立。最后,进行实船试验,测试设计的太阳能游览船舶动力锂电池组故障诊断系统的使用效果,并通过对实船锂电池组的诊断再次验证所提出的模型的正确性,证明了本文基于模糊神经网络故障诊断方法对船用锂电池故障进行诊断是一种有效的诊断方法,并证明了本文所建立的太阳能游览船舶锂电池组故障诊断系统是可以有效地对船用锂电池组故障类型进行诊断,对于太阳能游览船舶锂电池的故障诊断的研究具有一定的参考意义。
【关键词】：故障诊断 锂电池 模糊神经网络 太阳能游览船舶
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U672
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 故障诊断技术的研究现状11-17
• 1.2.1 故障诊断技术的发展11-12
• 1.2.2 常用的故障诊断方法12-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-19
• 第2章 太阳能游览船舶动力锂电池组常见故障分析19-24
• 2.1 锂电池的特性19-21
• 2.1.1 锂电池的工作原理和特点19-20
• 2.1.2 磷酸铁锂电池的特点20-21
• 2.2 锂电池的常见故障分析21-22
• 2.3 太阳能游览船舶动力锂电池组的常见故障分析22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 基于模糊神经网络的船用锂电池组故障诊断模型的研究24-37
• 3.1 自适应模糊神经网络系统的特性和结构24-25
• 3.2 自适应模糊神经网络系统的输入输出量的确定25-30
• 3.2.1 自适应系统的输入输出量的分析25-27
• 3.2.2 自适应系统的输入输出量的处理27-28
• 3.2.3 自适应系统的样本数据的确定28-30
• 3.3 基于MATLAB的锂电池自适应模糊神经网络系统故障诊断模型的建立30-35
• 3.3.1 建模函数anfis的介绍和隶属度函数的选取30-32
• 3.3.2 初始模糊系统生成和模糊规则的确定32-33
• 3.3.3 自适应模糊神经网络系统的训练33-34
• 3.3.4 训练完成后的各参数变化34-35
• 3.3.5 测试建立的诊断模型和诊断结果的分析35
• 3.4 本章小结35-37
• 第4章 太阳能游览船舶动力锂电池组故障诊断系统的设计37-50
• 4.1 故障诊断系统的总体设计37-41
• 4.1.1 系统开发的软件平台37-39
• 4.1.2 系统需求分析39-40
• 4.1.3 结构功能设计40-41
• 4.2 基于Delphi的故障诊断软件的界面功能设计41-47
• 4.2.1 登录界面41
• 4.2.2 数据中心界面41-44
• 4.2.3 锂电池组实时数据监控界面44-45
• 4.2.4 历史数据查询界面45-46
• 4.2.5 锂电池组故障诊断中心界面46-47
• 4.3 基于SQL Server的数据库设计47-49
• 4.3.1 Delphi与SQL Server的连接机制47-48
• 4.3.2 MATLAB与SQL Server的连接机制48-49
• 4.3.3 锂电池组故障诊断系统的数据库的结构49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 实船试验与分析50-55
• 5.1 实船上的试验说明50-52
• 5.2 实船试验的诊断结果和分析52-54
• 5.3 本章小结54-55
• 第6章 总结与展望55-57
• 6.1 本文工作总结55-56
• 6.2 展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录61-71
• 附录 A61-63
• 附录 B63-66
• 附录 C66-68
• 附录 D68
• 附录 E68-69
• 附录 F69-70
• 附录 G70
• 附录 H70-71
• 在学期间科研成果情况71

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本文编号：1064127