基于瞬時轉(zhuǎn)速法分析柴油機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，機械設(shè)備日益朝著大型化，復(fù)雜化，綜合化，高級化等高度自動化方向發(fā)展，造成機械設(shè)備日益復(fù)雜。柴油機是目前應(yīng)用最廣泛的動力機械設(shè)備之一，作為往復(fù)式機械的代表，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，一旦某一部分或某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，往往會引起整臺設(shè)備的癱瘓，造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，而應(yīng)用傳統(tǒng)的事后維修拆卸式診斷方法既耗時，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、備正常運行過程中就開始監(jiān)護(hù)和檢測，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)濟效益十分顯著。 而設(shè)備運行過程中進(jìn)行監(jiān)護(hù)和檢測，必然要求能夠設(shè)計出一個在線故障診斷系統(tǒng)，實時地對柴油機傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并用信號處理技術(shù)和人工智能技術(shù)等方法進(jìn)行故障分析與診斷。 柴油機故障包括性能故障和機械故障，其中性能故障在整個柴油機故障體系中占90％，機械故障約

3、占10％。而柴油機各缸工作均勻性在柴油機性能故障經(jīng)驗診斷流程中處于關(guān)鍵一環(huán)，因此對柴油機各缸工作均勻性的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本論文主要完成如下工作： 1．用Visual Basic 6．0完成柴油機故障診斷系統(tǒng)人機界面的設(shè)計。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)計用到VB調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)記憶輸入功能，能夠使本次的輸入自動存入數(shù)據(jù)庫，并在下次測試時自動保存在當(dāng)前界面。數(shù)據(jù)采

4、集界面完成數(shù)據(jù)的通訊，檢測，接收，并將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)的處理后，將瞬時轉(zhuǎn)速的時頻域波形顯示出來，以利于故障診斷。故障診斷界面完成特征點的計算，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)計對瞬時轉(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，對于柴油機故障診斷系統(tǒng)，在VB程序設(shè)計中本文采用比較簡單，易于實現(xiàn)，且能達(dá)到要求的窗函數(shù)設(shè)計數(shù)字濾波器。為了更好的觀察各

5、個參數(shù)對濾波效果的影響，同時對各種濾波方法進(jìn)行比較，本文同時研究了在MATLAB中設(shè)計FIR和IIR數(shù)字濾波器對波形進(jìn)行處理，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器的設(shè)計仍采用窗函數(shù)法，并通過仿真波形分析了截止頻率對濾波效果的影響，IIR的設(shè)計用比較常用的巴特沃斯和切比雪夫濾波器，本文分析了其設(shè)計步驟和濾波后波形。 3．特征提取。VB設(shè)計的界面采用最小距離法找出特征點，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