基于KNN算法的柴油機(jī)故障診斷方法研究.pdf

1、柴油機(jī)作為一種重要的動(dòng)力機(jī)械，廣泛的應(yīng)用在國(guó)民生產(chǎn)的各領(lǐng)域中。柴油機(jī)是船舶設(shè)備中主要的動(dòng)力來(lái)源，其運(yùn)行狀態(tài)直接決定了船舶的安全運(yùn)行。然而，由于柴油機(jī)本身具有工作環(huán)境惡劣、零部件數(shù)量繁多、運(yùn)動(dòng)過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)，在運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生各類故障。一旦發(fā)生故障，往往會(huì)影響柴油機(jī)工作狀態(tài)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。因此，開(kāi)展柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的研究有著重要的意義。本文以D4114型柴油機(jī)為研究對(duì)象，應(yīng)用BOOST軟件建立了柴油機(jī)仿真模型，對(duì)柴

2、油機(jī)壓縮比變化、噴油提前等典型故障進(jìn)行了仿真分析，研究了基于KNN算法的柴油機(jī)故障診斷方法。
　　首先，通過(guò)對(duì)柴油機(jī)工作過(guò)程仿真的分析，確定了柴油機(jī)性能仿真和故障診斷的研究策略。建立了D4114型柴油機(jī)的AVL BOOST仿真模型，通過(guò)模擬柴油機(jī)不同工況的運(yùn)行狀態(tài)，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)比，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。
　　其次，應(yīng)用柴油機(jī)仿真模型對(duì)壓縮比降低、噴油定時(shí)故障、單缸供油不均、增壓器效率下降、進(jìn)氣氣門間隙增大、排氣氣門間隙增大、

3、曲軸箱竄氣等8類典型故障進(jìn)行了故障模擬。通過(guò)數(shù)值定量分析，得到不同故障及不同故障嚴(yán)重程度下8個(gè)熱工參數(shù)的變化規(guī)律，構(gòu)建了熱工參數(shù)對(duì)不同故障類別的故障集。
　　最后，分析了 KNN算法應(yīng)用于柴油機(jī)故障診斷的可行性。針對(duì) KNN算法對(duì)故障樣本集依賴性較強(qiáng)、分類速度慢等不足，提出了改進(jìn)的KNN算法。以MATLAB軟件為平臺(tái)設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)KNN算法的故障診斷程序，得到了待檢測(cè)故障樣本與故障樣本集的距離，以及待檢測(cè)樣本對(duì)應(yīng)每種故障類型的概率