基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷理論和方法已成為研究的熱門課題。作為往復(fù)式機(jī)械的典型代表，柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障呈現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)，因而應(yīng)用傳統(tǒng)的故障診斷理論和方法很難達(dá)到預(yù)期的目的和要求。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的不斷成熟，為柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷提供了新思路、新方法。特征提取是故障診斷的重要環(huán)節(jié)，是決定診斷成功與否的關(guān)鍵。小波變換，由于其具有空間局部化的性質(zhì)，成為了特征提取的重要手段。因此，小波變換與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合一小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在柴油機(jī)燃油系統(tǒng)

2、故障診斷中備受關(guān)注。本論文以現(xiàn)代檢測技術(shù)、小波變換和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論為基礎(chǔ)，設(shè)計了柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于工程中，取得了很好的效果。本論文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 1、采用了新型的不解體安裝的固態(tài)信號采集方法。采用夾持式傳感器，間接得到高壓油腔內(nèi)的壓力波形，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)油壓波形的不解體在線采集。
　　 2、研究了基于小波變換的特征提取方法。在分析和闡述小波變換的基本理論和方法的基礎(chǔ)上，針對油

3、壓波形的特點(diǎn)，研究了以下提取油壓波形特征的方法：
　　 (1)小波系數(shù)模極大值法。柴油機(jī)油壓信號在起噴點(diǎn)和最大噴油壓力點(diǎn)往往包含著故障信號的重要特征。針對這一特點(diǎn)，本文應(yīng)用小波系數(shù)模極大值法進(jìn)行多尺度信號邊緣檢測，分析提取油壓信號的故障特征。結(jié)果表明，小波系數(shù)模極大值法可較準(zhǔn)確的提取油壓信號的故障特征。
　　 (2)小波包頻帶能量分析法。根據(jù)頻帶能量分析技術(shù)，提出“能量-故障”法，進(jìn)行油壓信號的故障特征提取。結(jié)果表明，采

4、用頻帶能量分析法優(yōu)于小波系數(shù)模極大值法，它提取的能量特征更適合作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的輸入向量。
　　 3、研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障的方法。針對BP網(wǎng)絡(luò)易陷入局部極小值和收斂速度慢的缺點(diǎn)，提出了以下診斷燃油系統(tǒng)故障的方法。
　　 (1)研究了基于RBF網(wǎng)絡(luò)的燃油系統(tǒng)故障診斷。充分利用RBF網(wǎng)絡(luò)具有唯一最佳逼近和沒有局部極小點(diǎn)的重要特征，對柴油機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷。診斷結(jié)果表明，采用RBF這種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)

5、行柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷，可以從根本上避免網(wǎng)絡(luò)陷入局部極小點(diǎn)和收斂速度慢的問題，從而準(zhǔn)確快速地診斷故障。
　　 (2)探索了基于SOFM網(wǎng)絡(luò)的燃油系統(tǒng)的故障診斷。根據(jù)SOFM理論構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型，并用于診斷燃油系統(tǒng)故障。結(jié)果表明，SOFM網(wǎng)絡(luò)診斷模型對輸入樣本向量要求較高，但診斷結(jié)果較為準(zhǔn)確。
　　 4、提出了小波包神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障診斷中的新方法。文中闡述了應(yīng)用小波變換提取特征信息的方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)與

6、理論，將小波包能量與RBF網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合用于燃油系統(tǒng)故障診斷。小波變換與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的松散型結(jié)合，大大提高了診斷的準(zhǔn)確性。
　　 5、以165型柴油機(jī)作為研究對象，設(shè)計了柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)，并進(jìn)行了現(xiàn)場驗(yàn)證。上位機(jī)基于VC++設(shè)計，下位機(jī)基于89C52單片機(jī)設(shè)計，二者通過RS-232進(jìn)行串行通訊?，F(xiàn)場驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可行性，能實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)實(shí)時在線診斷。
　　 最后，對本文所做的工作，以及獲得的成果經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了簡單總結(jié)