基于虛擬儀器的柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、柴油機(jī)是一個(gè)復(fù)雜并且被廣泛使用的機(jī)電系統(tǒng)，現(xiàn)在的柴油機(jī)測(cè)試系統(tǒng)大多只是從某一方面分析柴油機(jī)的性能，價(jià)格高，且智能化水平不高，如何在降低投資的同時(shí)全面地測(cè)試診斷柴油機(jī)的性能，提高測(cè)試精度，是測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)。虛擬儀器技術(shù)的核心是“軟件即儀器”，即用軟件實(shí)現(xiàn)所有儀器的功能，具有組建測(cè)試系統(tǒng)快、測(cè)試精度高以及節(jié)約投資等優(yōu)點(diǎn)。 為此，本文將虛擬儀器技術(shù)用于柴油機(jī)故障測(cè)試診斷的信號(hào)采集、時(shí)域和頻域分析、小波分解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)等方面，

2、并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的原理特點(diǎn)及在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用做了細(xì)致的研究和分析。在此基礎(chǔ)上提出了一種以虛擬儀器技術(shù)為平臺(tái)的柴油機(jī)故障診斷測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)用效果良好。 本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果有： (1)把虛擬儀器技術(shù)運(yùn)用到柴油機(jī)的故障診斷，用N16259數(shù)據(jù)采集卡采集柴油機(jī)的特征信號(hào)，用LabvIEW語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出故障診斷的軟件平臺(tái)。采集信號(hào)可以多路同時(shí)進(jìn)行，更換和增加采集通道也非常方便。此方法不僅節(jié)約了成本，而且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線和離

3、線分析，構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)也相當(dāng)方便。 (2)缸蓋振動(dòng)信號(hào)具有豐富的故障特征，本文先測(cè)取缸蓋的振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)對(duì)信號(hào)本身的特性分析研究，揭示出各故障與振動(dòng)信號(hào)之間的聯(lián)系，總結(jié)出了故障振動(dòng)診斷的判據(jù)。 (3)運(yùn)用離散小波分解技術(shù)對(duì)高壓油管壓力波形進(jìn)行分解，對(duì)分解出來(lái)的低頻逼近分量波形a，和高頻分量波形d，進(jìn)行計(jì)算，分別提取頻域方面的低頻能量因子和高頻能量因子兩個(gè)特征參數(shù)。根據(jù)高壓油管壓力的特點(diǎn)，提取了另外四個(gè)特征參數(shù)，分

4、別是壓力波峰值及其對(duì)應(yīng)的頻率、開(kāi)啟油壓、噴油提前角等。這些參數(shù)不僅保留了時(shí)域特征還保留了頻域特征，實(shí)驗(yàn)證明是一種對(duì)高壓油管壓力波形處理的好方法。 (4)運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)故障特征參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和識(shí)別診斷，本文將6個(gè)故障特征參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入神經(jīng)單元，其診斷結(jié)論作為輸出神經(jīng)單元。實(shí)際應(yīng)用表明，具有較好的故障診斷效果。 (5)故障數(shù)據(jù)的存取是設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的部分，運(yùn)用LabVIEW的數(shù)據(jù)庫(kù)工具，實(shí)現(xiàn)了數(shù)