基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速法分析柴油機(jī)各缸工作均勻性的數(shù)據(jù)處理和故障診斷.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備日益朝著大型化，復(fù)雜化，綜合化，高級(jí)化等高度自動(dòng)化方向發(fā)展，造成機(jī)械設(shè)備日益復(fù)雜。柴油機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備之一，作為往復(fù)式機(jī)械的代表，本身結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，因此故障必然呈現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)，一旦某一部分或某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，往往會(huì)引起整臺(tái)設(shè)備的癱瘓，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，而應(yīng)用傳統(tǒng)的事后維修拆卸式診斷方法既耗時(shí)，耗力，而且不一定能達(dá)到預(yù)期的效果，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。如果設(shè)

2、備正常運(yùn)行過程中就開始監(jiān)護(hù)和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)潛在的故障因素，及早采取措施，防止突發(fā)性事故的產(chǎn)生，不僅能夠避免災(zāi)難性的設(shè)備故障，而且能夠避免失修和過剩維修，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。 而設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)護(hù)和檢測(cè)，必然要求能夠設(shè)計(jì)出一個(gè)在線故障診斷系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地對(duì)柴油機(jī)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并用信號(hào)處理技術(shù)和人工智能技術(shù)等方法進(jìn)行故障分析與診斷。 柴油機(jī)故障包括性能故障和機(jī)械故障，其中性能故障在整個(gè)柴油機(jī)故障體系中占90％，機(jī)械故障約

3、占10％。而柴油機(jī)各缸工作均勻性在柴油機(jī)性能故障經(jīng)驗(yàn)診斷流程中處于關(guān)鍵一環(huán)，因此對(duì)柴油機(jī)各缸工作均勻性的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文主要完成如下工作： 1．用Visual Basic 6．0完成柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。主要包括登陸界面，主界面，數(shù)據(jù)采集界面，故障診斷界面。其中登陸界面的設(shè)計(jì)用到VB調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)記憶輸入功能，能夠使本次的輸入自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫，并在下次測(cè)試時(shí)自動(dòng)保存在當(dāng)前界面。數(shù)據(jù)采

4、集界面完成數(shù)據(jù)的通訊，檢測(cè)，接收，并將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)的處理后，將瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的時(shí)頻域波形顯示出來，以利于故障診斷。故障診斷界面完成特征點(diǎn)的計(jì)算，直方圖的顯示和故障診斷。 2．?dāng)?shù)據(jù)處理。主要研究數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速原始波形的濾波處理。因數(shù)字濾波器分為FIR有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器和IIR無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器，對(duì)于柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)，在VB程序設(shè)計(jì)中本文采用比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，且能達(dá)到要求的窗函數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。為了更好的觀察各

5、個(gè)參數(shù)對(duì)濾波效果的影響，同時(shí)對(duì)各種濾波方法進(jìn)行比較，本文同時(shí)研究了在MATLAB中設(shè)計(jì)FIR和IIR數(shù)字濾波器對(duì)波形進(jìn)行處理，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)仍采用窗函數(shù)法，并通過仿真波形分析了截止頻率對(duì)濾波效果的影響，IIR的設(shè)計(jì)用比較常用的巴特沃斯和切比雪夫?yàn)V波器，本文分析了其設(shè)計(jì)步驟和濾波后波形。 3．特征提取。VB設(shè)計(jì)的界面采用最小距離法找出特征點(diǎn)，MATLAB中采用小波分析，包括周期延拓，一維平穩(wěn)小波變換，一維平穩(wěn)小波消噪，db