基于智能学习的电喷汽车故障诊断与监测评估系统的研究
发布时间：2020-04-27 08:46
【摘要】：汽车已成为人们日常出行必备工具,在车辆运行过程中,车载设备一旦发生故障,若不能得到及时有效的维护和修理,将会对人们的出行安全造成重大隐患。如何快速诊断车载故障,保证车辆各系统正常运行意义重大。另外,伴随着无线通信技术和网络技术的发展,实时掌握车辆当前工作状态,充分利用传感器技术检测车载设备工况,利用先进分析模型和改进推理算法进行分析,实现对车载设备快速准确的故障诊断、预测、决策分析与状态评估,对提高车辆整体性能和效益附加值都具有重要现实意义。本论文研究并设计了汽车远程监测诊断和决策评估系统,以轻型汽油车为研究对象,完成了相应的汽车远程监控、故障诊断和决策评估系统的设计任务,从理论知识、硬件、网络设计、建模仿真、实验研究和系统实现等角度系统地分析并研究了远程监测故障诊断及决策评估分析系统的实现技术。综合项目实施情况,本系统为汽车检测技术提供了新的手段,有一定的理论现实意义和借鉴价值。取得主要研究成果有:(1)针对基于OSI网络模型的智能车辆远程监测诊断及决策评估系统设计总体方案与硬件模块,设计与开发了诊断通信接口装置,设计调度算法,建立CANopen协议栈。分析远程数据传输控制策略,设计服务器监测模型,实现车载控制端与远程服务端的数据交互,为后续研究建立数据基础。(2)提出了基于机器学习的故障诊断方法,结合信息化与工业化的两化融合思想对故障诊断后将采集的故障信息存储于服务器。对故障信息采集及特征提取,提出基于BNs分类器的改进推理故障诊断方法模型和基于组决策树优化的诊断分析方法模型;对决策评估进行模型融合改进,提出基于群组支持的方法模型。(3)以汽车电控汽油发动机为研究对象,对故障诊断技术进行研究。完成了汽油发动机传感器故障模拟台架,设计典型故障模拟装置;通过实验研究,对传感器故障模式下的主要数据进行监测和分析计算,并结合汽车故障诊断融合模型进行相应的科学验证,分析了典型故障对整车经济性能和排放性能的影响,得到精度好,可信度高的故障分类评估结果数据和诊断决策。(4)设计与开发了远程故障诊断与监测评估系统,对系统功能结构进行设计,并通过面向对象的设计方法对系统架构进行完善;建立诊断评估体系方法,设计了基于知识库和推理机的方案对专家知识和经验进行分析和评价;设计开发系统数据库,利用相关数据进行测试,并针对设备报警器节点和系统通信时延验证系统故障诊断的稳定性与快速准确性。
【图文】：
有得到及时有效的检修，将会对人们的出行安全产生严重的影响。可见，能够快速高效的诊断出逡逑车载设备故障是保证设备正常运行的重要前题［１］。从车辆诊断技术的发展历程来看，可以将其划逡逑分为四个阶段，如图１－１所示。逡逑人工裣猃阶段：汽车的结构比较蔺荦，逦专让设奋进行诊ａｗ段：以计算机技术为核心的各种椿逡逑电器设备少，因此，依＊人工经验轨能逦密检刺手段广泛应用。如各种发动机分析佼、电脑检＊逡逑够芫成故朿诊断工作。逦仪及＆种电子化检１仪都是精ｓｉｓａ所必备的仪酋》逡逑２Ｄ世纪５０年代５０年代初－７０年代末逦的年代初－９０年代末丨邋２０世纪９Ｄ年代开始！逦少逡逑筲单长３、ｆｔ＊进行＊望阶Ｓ：使用真空表、逦智ｇ涂Ｂ阶段：应用人工智能埋论与技术以及现代逡逑万用表、示波盎、发动机正时提前＊试《等对逦的信息技木开发出的各种系统将有助于故？珍Ｂ逡逑有关Ｓ成和零件进行检查，以确走其技术状态。逦问题的解决。逡逑图１－１汽车诊断技术发展历程逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｃｏｕｒｓｅ邋ｏｆ邋ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ邋ｄｉａｇｎｏｓｉｓ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑首先，人工检验阶段，它主要依靠有经验的技师凭借经验确定车辆运行状况，再对汽车故障逡逑进行诊断；第二，诊断仪测量阶段，使用诊断仪测量车辆设备；第三，专业设备诊断阶段，使用逡逑先进的仪器设备对车载各工作系统及子系统进行精密监测和诊断，采集数据后再通过计算机进行逡逑计算和处理，以显示出当前汽车的运行状态及诊断故障的原因；第四，智能诊断阶段，随着人工逡逑智能、专家系统、计算机技术、智能化装备的发展
２．邋１．邋１系统结构逡逑本论文设计了一款远程故障诊断与监测评估系统，该系统结构划分为三层：基础层、采集汇逡逑聚层和远程服务层，如图２－１所示。其中，基础层为车辆局域网，负责将状态信息向采集汇聚层逡逑传输。采集汇聚层是汽车电子控制系统的核心层，负责车辆信息数据的采集，，车辆运行状况的监逡逑测和车辆故障自诊断，再将信息数据向远程服务层传输。远程服务层实现系统数据远程交互，同逡逑时构建专家诊断与决策评估系统，为车辆提供远程控制、故障诊断、状态评估、维修帮助等服务，逡逑为用户和维护人员提供在线远程技术支持。逡逑——－逦ＯＢＤＱ邋诊断系统逡逑ｃ逦，逦车数故朿c凼绞侗疱危藻义希颍觯忮澹徨澹弧海海插澹箦澹殄义希沐澹峰澹铄纬祷窆授鹫锒襄危麇危疱澹义希欤椋穑垮澹樱蝈澹殄澹诲澹伲妫澹掊义舷咂麇危伞梗蛔В叩ピ椤赍危聿沐义希慑沃斩似剑焐璞福危慑澹赍义贤迹玻撸毙畔⒉杉低辰峁雇煎义希疲椋纾玻卞澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹恚幔疱澹铮驽澹觯澹瑁椋悖欤邋澹椋睿妫铮颍恚幔簦椋铮铄澹悖铮欤欤澹悖簦椋铮铄澹幔睿溴澹恚铮睿椋簦铮颍椋睿珏澹螅螅簦澹礤义希玻澹保蚕低彻δ苠义希保插义
本文编号：2642084
【图文】：
有得到及时有效的检修，将会对人们的出行安全产生严重的影响。可见，能够快速高效的诊断出逡逑车载设备故障是保证设备正常运行的重要前题［１］。从车辆诊断技术的发展历程来看，可以将其划逡逑分为四个阶段，如图１－１所示。逡逑人工裣猃阶段：汽车的结构比较蔺荦，逦专让设奋进行诊ａｗ段：以计算机技术为核心的各种椿逡逑电器设备少，因此，依＊人工经验轨能逦密检刺手段广泛应用。如各种发动机分析佼、电脑检＊逡逑够芫成故朿诊断工作。逦仪及＆种电子化检１仪都是精ｓｉｓａ所必备的仪酋》逡逑２Ｄ世纪５０年代５０年代初－７０年代末逦的年代初－９０年代末丨邋２０世纪９Ｄ年代开始！逦少逡逑筲单长３、ｆｔ＊进行＊望阶Ｓ：使用真空表、逦智ｇ涂Ｂ阶段：应用人工智能埋论与技术以及现代逡逑万用表、示波盎、发动机正时提前＊试《等对逦的信息技木开发出的各种系统将有助于故？珍Ｂ逡逑有关Ｓ成和零件进行检查，以确走其技术状态。逦问题的解决。逡逑图１－１汽车诊断技术发展历程逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｃｏｕｒｓｅ邋ｏｆ邋ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ邋ｄｉａｇｎｏｓｉｓ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ逡逑首先，人工检验阶段，它主要依靠有经验的技师凭借经验确定车辆运行状况，再对汽车故障逡逑进行诊断；第二，诊断仪测量阶段，使用诊断仪测量车辆设备；第三，专业设备诊断阶段，使用逡逑先进的仪器设备对车载各工作系统及子系统进行精密监测和诊断，采集数据后再通过计算机进行逡逑计算和处理，以显示出当前汽车的运行状态及诊断故障的原因；第四，智能诊断阶段，随着人工逡逑智能、专家系统、计算机技术、智能化装备的发展
２．邋１．邋１系统结构逡逑本论文设计了一款远程故障诊断与监测评估系统，该系统结构划分为三层：基础层、采集汇逡逑聚层和远程服务层，如图２－１所示。其中，基础层为车辆局域网，负责将状态信息向采集汇聚层逡逑传输。采集汇聚层是汽车电子控制系统的核心层，负责车辆信息数据的采集，，车辆运行状况的监逡逑测和车辆故障自诊断，再将信息数据向远程服务层传输。远程服务层实现系统数据远程交互，同逡逑时构建专家诊断与决策评估系统，为车辆提供远程控制、故障诊断、状态评估、维修帮助等服务，逡逑为用户和维护人员提供在线远程技术支持。逡逑——－逦ＯＢＤＱ邋诊断系统逡逑ｃ逦，逦车数故朿c凼绞侗疱危藻义希颍觯忮澹徨澹弧海海插澹箦澹殄义希沐澹峰澹铄纬祷窆授鹫锒襄危麇危疱澹义希欤椋穑垮澹樱蝈澹殄澹诲澹伲妫澹掊义舷咂麇危伞梗蛔В叩ピ椤赍危聿沐义希慑沃斩似剑焐璞福危慑澹赍义贤迹玻撸毙畔⒉杉低辰峁雇煎义希疲椋纾玻卞澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹恚幔疱澹铮驽澹觯澹瑁椋悖欤邋澹椋睿妫铮颍恚幔簦椋铮铄澹悖铮欤欤澹悖簦椋铮铄澹幔睿溴澹恚铮睿椋簦铮颍椋睿珏澹螅螅簦澹礤义希玻澹保蚕低彻δ苠义希保插义
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