基于经验模态分解的发动机缸壁间隙检测方法研究
发布时间：2021-12-29 14:17
随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平不断的提高,汽车的社会保有量也不断增加,同时二手车市场的交易量也越来越多。发动机作为汽车的动力输出源,其技术状况会直接影响到汽车的整车性能,因此有关发动机技术状况的检测和故障诊断也就显得更加重要。现有的发动机故障诊断系统主要是针对发动机电控系统而设计开发的。在对发动机机械部件技术状况（如缸壁间隙、轴瓦间隙等）的检测方面还没有比较成熟的检测技术和设备,依然需要将发动机解体后进行测量、计算,这样不仅费时、费力,而且还会破坏发动机的正常配合特性。本文在对发动机的工作原理和振动机理进行分析的基础上,通过对发动机气缸体表面振动信号的采集与分析,实现在不解体情况下对发动机缸壁间隙进行快速、准确的检测,以弥补目前在发动机机械部件技术状况检测方面的不足。本文以DA-462汽油发动机作为主研究对象,结合振动信号采集设备一起组建了发动机振动信号采集与测试系统。通过人为改变发动机的缸壁间隙,使其缸壁间隙分别在0.03mm、0.06mm、0.09mm、0.12mm、0.15mm和0.18mm的状态下运行,并在每种缸壁间隙状态下分别测取转速为800r/min、1500r/...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发动机结构图
图 3-1 三层小波分解Fig. 3-1 Three layers of wavelet decomposition号iA和信号iD 分别代表信号的低频和高频部分，信号S 经过号1D ；再对1A 分解后得到信号2A 和信号2D ；信号2A 经过号3D ；即信号S 分解为3A 、3D 、2D 、1D ，这种对信号逐现了对信号分解的分辨率越来越高，并且对低频信号进行了出对其进行逆向处理可以得到原信号。的小波分解实现这一过程的思想是 Mallat 算法，Mallat 对正交出了数学解释，他把正交小波的构造给出了统一的方法，，其基本思想是：把与正交尺度函数和小波基函数相联系的低成了一对共轭镜像正交滤波器组，应用这一塔式多分辨率滤波实现正交小波的递推快速算法[45]。实现了小波变换能够快速中得到广泛应用。
.5.1 EMD 算法时间尺度方法是指用时间间隔来对测量局部事物时间变化，常见的方法有：相邻过零点间隔的时间尺度、相邻两极值点间隔的时间尺度和相邻两曲率极值点间隔的间尺度。EMD 使用极值点间隔来对信号进行尺度分析，这种时间尺度是用信号重临近极大值或极小值的时间间隔来对信号进行局部特征分析，来获取不同时间尺度征的 IMF 分量。EMD 方法对信号进行分解的过程要满足以下假设：假设信号至少一个最大值点和一个最小值点；时域特性由极值间隔决定；如果数据序列缺乏极值但含有拐点，可以通过求导来获取极值点[55]。EMD 方法本质是一个筛选的过程：对于一个信号s t ，对其所有的极大值和极小值，用三次样条函数拟合原数据序的包络线，然后求出上下包络线的均值m t ，如下图：
【参考文献】：
期刊论文
[1]信号降噪中小波基与阈值的选取研究[J]. 罗淼,姚运萍. 机械制造. 2015(12)
[2]基于最优熵与EEMD的滚动轴承微故障诊断方法[J]. 任学平,庞震,辛向志,邢义通. 机床与液压. 2015(03)
[3]基于改进EEMD的滚动轴承故障特征提取技术[J]. 魏永合,王明华,林梦菊,田鹏. 组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
[4]汽车发动机故障诊断技术现状及未来发展趋势研究[J]. 孙胜军. 硅谷. 2014(20)
[5]农用车电控发动机系统故障诊断分析[J]. 刘英. 电子世界. 2014(10)
[6]基于激活函数可调的改进型BP网络故障检测应用研究[J]. 王正武,宁顺杰. 测试技术学报. 2013(02)
[7]基于短时傅里叶变换分析超短光脉冲的传输特性[J]. 张景贵,李勇帆,赵晋琴. 激光技术. 2013(01)
[8]改进阈值的小波空域相关去噪法在荧光信号处理中的应用[J]. 胡泽东,姜海燕,杜民. 生物医学工程研究. 2012(03)
[9]基于小波包分析的气门间隙异常故障诊断[J]. 司景萍,任庆霜,梁红波,张宝伟. 振动与冲击. 2011(12)
[10]基于WVD的谱峭度法在轴承故障诊断中的应用[J]. 石林锁,张亚洲,米文鹏. 振动.测试与诊断. 2011(01)
硕士论文
[1]汽车发动机故障诊断系统的软件设计与实现[D]. 宣亮.中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) 2015
[2]基于DSP的汽车发动机故障诊断及预测系统研究[D]. 毕胜尧.哈尔滨理工大学 2014
[3]基于遗传神经网络的汽车故障诊断研究[D]. 王宇浩.中南大学 2010
[4]汽车发动机故障诊断研究的理论与方法[D]. 郑善亮.重庆交通大学 2009
[5]基于BP神经网络的发动机故障诊断研究[D]. 袁科新.山东大学 2006
[6]电机故障诊断及小波基函数的选择[D]. 鄢玉.太原理工大学 2006
本文编号：3556293
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发动机结构图
图 3-1 三层小波分解Fig. 3-1 Three layers of wavelet decomposition号iA和信号iD 分别代表信号的低频和高频部分，信号S 经过号1D ；再对1A 分解后得到信号2A 和信号2D ；信号2A 经过号3D ；即信号S 分解为3A 、3D 、2D 、1D ，这种对信号逐现了对信号分解的分辨率越来越高，并且对低频信号进行了出对其进行逆向处理可以得到原信号。的小波分解实现这一过程的思想是 Mallat 算法，Mallat 对正交出了数学解释，他把正交小波的构造给出了统一的方法，，其基本思想是：把与正交尺度函数和小波基函数相联系的低成了一对共轭镜像正交滤波器组，应用这一塔式多分辨率滤波实现正交小波的递推快速算法[45]。实现了小波变换能够快速中得到广泛应用。
.5.1 EMD 算法时间尺度方法是指用时间间隔来对测量局部事物时间变化，常见的方法有：相邻过零点间隔的时间尺度、相邻两极值点间隔的时间尺度和相邻两曲率极值点间隔的间尺度。EMD 使用极值点间隔来对信号进行尺度分析，这种时间尺度是用信号重临近极大值或极小值的时间间隔来对信号进行局部特征分析，来获取不同时间尺度征的 IMF 分量。EMD 方法对信号进行分解的过程要满足以下假设：假设信号至少一个最大值点和一个最小值点；时域特性由极值间隔决定；如果数据序列缺乏极值但含有拐点，可以通过求导来获取极值点[55]。EMD 方法本质是一个筛选的过程：对于一个信号s t ，对其所有的极大值和极小值，用三次样条函数拟合原数据序的包络线，然后求出上下包络线的均值m t ，如下图：
【参考文献】：
期刊论文
[1]信号降噪中小波基与阈值的选取研究[J]. 罗淼,姚运萍. 机械制造. 2015(12)
[2]基于最优熵与EEMD的滚动轴承微故障诊断方法[J]. 任学平,庞震,辛向志,邢义通. 机床与液压. 2015(03)
[3]基于改进EEMD的滚动轴承故障特征提取技术[J]. 魏永合,王明华,林梦菊,田鹏. 组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
[4]汽车发动机故障诊断技术现状及未来发展趋势研究[J]. 孙胜军. 硅谷. 2014(20)
[5]农用车电控发动机系统故障诊断分析[J]. 刘英. 电子世界. 2014(10)
[6]基于激活函数可调的改进型BP网络故障检测应用研究[J]. 王正武,宁顺杰. 测试技术学报. 2013(02)
[7]基于短时傅里叶变换分析超短光脉冲的传输特性[J]. 张景贵,李勇帆,赵晋琴. 激光技术. 2013(01)
[8]改进阈值的小波空域相关去噪法在荧光信号处理中的应用[J]. 胡泽东,姜海燕,杜民. 生物医学工程研究. 2012(03)
[9]基于小波包分析的气门间隙异常故障诊断[J]. 司景萍,任庆霜,梁红波,张宝伟. 振动与冲击. 2011(12)
[10]基于WVD的谱峭度法在轴承故障诊断中的应用[J]. 石林锁,张亚洲,米文鹏. 振动.测试与诊断. 2011(01)
硕士论文
[1]汽车发动机故障诊断系统的软件设计与实现[D]. 宣亮.中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) 2015
[2]基于DSP的汽车发动机故障诊断及预测系统研究[D]. 毕胜尧.哈尔滨理工大学 2014
[3]基于遗传神经网络的汽车故障诊断研究[D]. 王宇浩.中南大学 2010
[4]汽车发动机故障诊断研究的理论与方法[D]. 郑善亮.重庆交通大学 2009
[5]基于BP神经网络的发动机故障诊断研究[D]. 袁科新.山东大学 2006
[6]电机故障诊断及小波基函数的选择[D]. 鄢玉.太原理工大学 2006
本文编号：3556293
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