聲信號(hào)在小型柴油機(jī)故障診斷上的應(yīng)用.pdf

1、近年來，隨著機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，作為機(jī)械設(shè)備一部分的小型柴油機(jī)，其故障診斷技術(shù)的研究也越來越得到人們的重視。聲信號(hào)診斷技術(shù)作為一種非接觸式診斷方法，由于其操作的便利性也日益受到人們的關(guān)注。本課題在總結(jié)和汲取前人研究成果的基礎(chǔ)之上，結(jié)合實(shí)際情況，將聲信號(hào)診斷技術(shù)應(yīng)用到小型柴油機(jī)故障診斷上，引入了適用于非平穩(wěn)信號(hào)分析的方法——小波包分析方法，從小型柴油機(jī)缸蓋聲信號(hào)中獲取小型柴油機(jī)故障信號(hào)特征信息，并結(jié)合模式識(shí)別方法有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)小型

2、柴油機(jī)故障的智能診斷。 本課題主要從應(yīng)用的角度出發(fā)，以小型柴油機(jī)作為研究對(duì)象，在測(cè)試技術(shù)、信號(hào)處理、小波分析、模式識(shí)別等理論的基礎(chǔ)上，深入研究小型柴油機(jī)的故障機(jī)理、故障聲信號(hào)特征提取及其診斷方法。研究結(jié)果表明，在不解體的情況下，利用柴油機(jī)缸蓋聲信號(hào)對(duì)小型柴油機(jī)進(jìn)行故障診斷是可行的。 本研究課題作了如下幾個(gè)方面的研究工作： 1)從測(cè)量對(duì)象、測(cè)量位置及參數(shù)和方法的選擇等方面對(duì)小型柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備參

3、數(shù)進(jìn)行選擇。同時(shí)，本研究還從時(shí)序分析及頻譜分析角度對(duì)KM178F小型柴油機(jī)常見的幾種故障如：排氣間隙異常、進(jìn)氣壓力低、低壓油路供油不暢的故障機(jī)理及其聲信號(hào)的特性作了具體的分析。研究表明，在不解體的情況下，利用小型柴油機(jī)缸蓋聲信號(hào)對(duì)其進(jìn)行故障診斷是可行的。 2)針對(duì)小型柴油機(jī)聲信號(hào)的一些具體特點(diǎn)，提出了將小波包分析的方法應(yīng)用于聲信號(hào)特征的提取，并將該方法具體應(yīng)用到KM178F小型柴油機(jī)故障信號(hào)的分析上。在研究過程中，利用傅氏分析方

4、法具體分析了KM178F柴油機(jī)在不同故障下的聲信號(hào)的時(shí)頻特點(diǎn)，并以此為依據(jù)對(duì)小波包分解的相關(guān)參數(shù)作了選擇。在研究過程中，針對(duì)KM178F柴油機(jī)的這些特點(diǎn)確定采用Db4小波基對(duì)其進(jìn)行小波包分析。通過對(duì)分析結(jié)果的比較表明利用各故障信號(hào)小波包分析得出的特征向量能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的區(qū)分。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)小型柴油機(jī)故障的智能診斷，本研究課題利用歐氏距離判別方法對(duì)小波包分析的結(jié)果進(jìn)行歸類以實(shí)現(xiàn)對(duì)小型柴油機(jī)故障類型的自動(dòng)識(shí)別；并將該方法具體應(yīng)用

5、到KM178F小型柴油機(jī)隨機(jī)聲信號(hào)的智能識(shí)別上。通過對(duì)正常信號(hào)、氣門間隙異常、進(jìn)氣壓力低、低壓油路供油不暢等幾種的不同工況進(jìn)行識(shí)別，正確率達(dá)到84.375％。表明效果良好。 3)本研究從小型柴油機(jī)故障診斷實(shí)際應(yīng)用需要出發(fā)，設(shè)計(jì)了小型柴油機(jī)故障診斷軟件系統(tǒng)的總體架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，完成了信號(hào)采集、樣本信號(hào)分析、樣本庫的建立以及隨機(jī)信號(hào)的分析等功能模塊的開發(fā)。并將該診斷系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用到KM178F小型柴油機(jī)的故障診斷中，通過對(duì)其聲信號(hào)的