船舶柴油機(jī)智能診斷技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、船舶柴油機(jī)作為船舶的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，是整個(gè)船舶的心臟所在。隨著船舶向大型化、自動(dòng)化以及集成化的方向發(fā)展，對(duì)船舶柴油機(jī)也提出了更高的要求。由于船舶柴油機(jī)所處工作環(huán)境惡劣，故障形式復(fù)雜多變，因此加強(qiáng)船舶柴油機(jī)的故障診斷技術(shù)的研究，不僅能保證船舶的正常運(yùn)行，而且能從根本上轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)備的維修方式，進(jìn)一步提高維修質(zhì)量，降低船舶維護(hù)成本。
　　 本文圍繞挖泥船和海監(jiān)船項(xiàng)目背景，綜合運(yùn)用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速診斷法、振動(dòng)診斷法、智能診斷法等多種診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)船

2、舶柴油機(jī)的故障診斷。本文完成的研究工作主要包括:
　　 (1)以4120SG型柴油機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的診斷機(jī)理進(jìn)行了深入分析，建立了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的仿真計(jì)算模型。通過仿真計(jì)算，探索了不同工況下瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。研究了二沖程與四沖程機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速提取技術(shù)，提取了4120SG柴油機(jī)實(shí)測(cè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將測(cè)試結(jié)果與仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速仿真計(jì)算模型的有效性，為柴油機(jī)的故障診斷提供理論依據(jù)。
　　 (2)根據(jù)內(nèi)燃

3、機(jī)扭振理論，建立了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速諧次診斷模型，從理論上分析了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速諧次幅值和相位的變化規(guī)律，并結(jié)合4120SG型柴油機(jī)單缸與多缸故障試驗(yàn)研究，提出了基于諧次相位法的多缸機(jī)故障診斷技術(shù)，確定了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的諧次診斷規(guī)則，并成功應(yīng)用于實(shí)船的故障診斷。
　　 (3)利用抽區(qū)間法和小波包技術(shù)分析了缸蓋振動(dòng)的特征變化規(guī)律。重點(diǎn)研究了失火故障、氣門間隙異常、氣閥漏氣以及供油提前角異常等故障狀態(tài)下缸蓋振動(dòng)信號(hào)時(shí)域診斷指標(biāo)、頻域診斷指標(biāo)以及小波包能量百

4、分比的變化情況，為柴油機(jī)的智能化診斷提供試驗(yàn)依據(jù)。
　　 (4)研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與DS證據(jù)理論的信息融合診斷技術(shù)，提出了分層網(wǎng)絡(luò)診斷模型。通過對(duì)比分析BP網(wǎng)絡(luò)與RBF網(wǎng)絡(luò)，確定了BP網(wǎng)絡(luò)與證據(jù)理論作為分層網(wǎng)絡(luò)的基本組合形式，并利用4120SG型柴油機(jī)的故障數(shù)據(jù)驗(yàn)證了分層網(wǎng)絡(luò)診斷模型的可行性和有效性。
　　 (5)綜合運(yùn)用研究成果，以LabVIEW為開發(fā)平臺(tái)研制了船舶柴油機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)。重點(diǎn)研究系統(tǒng)分層網(wǎng)絡(luò)診斷模型的