基于模糊模式识别的船用柴油机状态监测和故障诊断

发布时间：2017-03-21 17:04

  本文关键词：基于模糊模式识别的船用柴油机状态监测和故障诊断，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自1897年第一台柴油机诞生,至今已有一百多年的历史了,随着高新技术的不断发展,柴油机已经广泛应用于石油钻井、动力发电、铁路牵引、工程机械、各种船舶动力和汽车动力等领域,其运行状态的好坏,直接影响到整套机组的工作状况。而船用柴油机是船舶的主要动力设备,其工作状态对保障航运安全、提高运输效率、节约能源和降低消耗都是至关重要的。因此,必须对其进行状态监测和故障诊断(CMFD),以确保系统处于最佳运行工况,这对提高设备的工作效率和维修质量是十分必要的。 柴油机瞬时转速信号蕴含了丰富的与柴油机各缸工作性能有关的信息,反映了气缸的工作状态和工作质量,且转速波动可以通过不解体柴油机测出,因此利用柴油机瞬时转速波动信号进行故障诊断是当前研究热点方向之一。本文对瞬时转速波动的规律性做了详细的分析和介绍,用齿轮—磁电式传感器测得瞬时转速数据,经滤波处理得出转速波动图形,并诊断各缸工作状态。 燃油喷射系统是柴油机的心脏部分,由喷油泵、高压油管和喷油器组成,其工作状况直接影响柴油机的燃烧过程,决定柴油机的性能,因此对柴油机燃油系统进行及时检测和故障诊断具有极其重要的意义。本文由夹持式传感器检测出燃油压力信号,经下位单片机系统处理后,由RS232传给上位机,得出燃油压力波形,通过对波形进行特征提取,利用模糊模式识别技术诊断出当前柴油机的工作状况,取得了较好的效果。 本课题的故障诊断系统,上位机采用PC机,利用高级语言VB6.0编程,下位机部分为89C52单片机系统,两者通过RS232进行串行通讯。本系统除对柴油机各缸工作状态和燃油喷射系统进行故障诊断外,还对其外特性、压缩均匀性等进行了检测和诊断,故具有较强的实用性,其特点和创新之处在于: ·采用固态采集方式。可实时采集和处理现场内燃机的参数,并通过PC机可直观的判断故障。在现场不具备PC机的情况下,也可以回到实验室集中处。 ·采用在役内燃机的原位不解体检测技术和故障诊断,与当前采用的台架试验相比,便于使用者及时、有效的掌握内燃机技术状态,操作简单,延长内燃机使用寿命。 ·采用FIR低通滤波器,选用Hanning窗对采集的瞬时转速信号进行滤波,
【关键词】：柴油机 故障诊断 模糊模式识别 瞬时转速 燃油系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 目录3-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1．1 柴油机故障诊断技术国内外发展现状9-14
• 1．1．1 故障诊断技术的含义和范畴10-11
• 1．1．2 柴油机整体性能的评价11
• 1．1．3 柴油机故障诊断方法11-13
• 1．1．4 柴油机故障诊断的难点13
• 1．1．5 柴油机故障诊断的发展趋势13-14
• 1．2 本课题的意义及研究内容14-16
• 1．2．1 课题的意义14-15
• 1．2．2 本课题的研究内容15-16
• 第二章 模糊模式识别理论16-23
• 2．1 模糊集合的概念及其运算17-19
• 2．2 模糊特征和模糊分类19-20
• 2．3 模糊关系与模糊矩阵20-21
• 2．4 模糊模式识别方法21-23
• 第三章 柴油机瞬时转速的研究23-36
• 3．1 柴油机瞬时转速波动规律及其测量方法23-25
• 3．1．1 柴油机瞬时转速波动规律23-24
• 3．1．2 瞬时转速的测量24
• 3．1．3 测量误差分析24-25
• 3．2 瞬时转速信号的处理25-31
• 3．2．1 瞬时转速信号中强干扰信号的剔除25-26
• 3．2．2 瞬时转速信号的滤波26-29
• 3．2．3 瞬时转速信号的频域分析29-31
• 3．3 故障诊断31-36
• 3．3．1 瞬时转速时域诊断法31-33
• 3．3．2 瞬时转速频域诊断法33-36
• 第四章 燃油系统故障诊断36-50
• 4．1 引言36
• 4．2 柴油机燃油系统简介36-38
• 4．2．1 燃油系统结构及其特点36-37
• 4．2．2 燃油喷射过程37-38
• 4．2．3 燃油系统的一般故障诊断方法38
• 4．3 燃油压力波形的特点及其测量38-41
• 4．3．1 燃油压力波形的特点39
• 4．3．2 燃油压力波形的测量39-41
• 4．4 燃油系统的几种常见故障41-44
• 4．5 燃油压力波形特征参数的提取及其模糊化44-47
• 4．5．1 燃油压力波形的常用特征参数44
• 4．5．2 本文特征参数的提取44-45
• 4．5．3 特征参数的模糊化45-47
• 4．6 燃油压力波形的模糊模式识别47-50
• 第五章 故障诊断系统的设计与实现50-56
• 5．1 系统设计概述50-51
• 5．2 系统功能实现51-56
• 5．2．1 工作均匀性故障诊断51-52
• 5．2．2 燃油喷射系统故障诊断52-54
• 5．2．3 其它特性故障诊断54-56
• 结束语56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文61-62
• 学位论文评阅及答辩情况表62

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 戴利雄;孟宪尧;;一种新的船舶柴油机模糊故障诊断方法[J];船舶工程;2009年01期

2 沈利剑;;QSY8104外卡式压力传感器的研制与应用[J];传感器与微系统;2010年03期

3 黄应清;李坤;张振山;李培富;;基于灰色理论的炮闩装置健康诊断技术[J];四川兵工学报;2012年12期

4 黄小龙;刘维亭;;基于模糊贴近度的故障诊断[J];科学技术与工程;2012年30期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张昱;基于机器视觉的TFT-LCD屏mura缺陷检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 刘兰辉;基于瞬时转速的汽车发动机动力性能与工作均匀性的故障诊断研究[D];山东大学;2011年

2 杜伟肖;基于模糊理论对柴油机燃油系的故障诊断研究[D];广西大学;2006年

3 李玉峰;基于神经网络的柴油机燃油系统故障诊断的研究和实现[D];山东大学;2007年

4 占惠文;基于模糊神经网络的船舶柴油机故障诊断系统研究[D];武汉理工大学;2009年

5 蒋一然;基于遗传神经网络的柴油机故障诊断技术研究[D];大连海事大学;2009年

6 杜敏铭;隧道瓦斯的动态监测与适时跟踪预报研究[D];成都理工大学;2009年

7 李凤鸣;基于小波神经网络的柴油机燃油系统故障诊断的设计与实现[D];山东大学;2010年

8 于洪波;船舶燃油供给系统故障诊断研究[D];大连海事大学;2012年

9 曹彬;船用柴油主机故障诊断专家系统的研究[D];武汉理工大学;2013年

  本文关键词：基于模糊模式识别的船用柴油机状态监测和故障诊断，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：259971