燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷研究.pdf

1、能源與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，使燃料電池汽車成為當(dāng)前世界各國的研究熱點(diǎn)。作為燃料電池汽車的心臟，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、可靠性、使用壽命和環(huán)境適應(yīng)能力等直接影響著燃料電池汽車的應(yīng)用前景，及時(shí)、準(zhǔn)確地診斷和排除其故障，保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)可靠的運(yùn)行是一個(gè)重要研究方向。本文基于自主研發(fā)的60kW車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，開展燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷研究。主要研究內(nèi)容如下： 比較和分析了幾種典型的故障診斷方法：基于解析模型的故障診斷方法、基于信號

2、處理的故障診斷方法和基于知識的故障診斷方法，針對燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)提出了基于故障樹和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法。 結(jié)合燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，探討了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器故障、執(zhí)行器故障和控制器故障等故障的診斷情況，并分析了自檢失敗、啟動(dòng)困難、動(dòng)力不足等典型故障征兆及其技術(shù)狀態(tài)特征描述參數(shù)。 利用故障樹分析法的直觀性，以上述最不希望發(fā)生的故障為頂事件，將引起頂事件發(fā)生的軟硬件故障、人為因素和環(huán)境因素等作為原因事件，逐級向下發(fā)

3、展從而建立其故障樹模型，分別求出各個(gè)故障樹的割集和最小割集，并加以定性分析，針對電堆失效和氫氣泄露兩種典型故障樹模型還進(jìn)行了定量分析。 在假設(shè)傳感器采集信號無故障的前提下，針對燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)常見的執(zhí)行器故障和誤用故障，將輸入量和輸出量以隸屬度函數(shù)表示，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對樣本進(jìn)行訓(xùn)練，從而建立了其模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型，并進(jìn)行了仿真測試和驗(yàn)證。 本文建立了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中典型故障的故障樹模型以及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診