聲信號在小型柴油機(jī)故障診斷上的應(yīng)用.pdf

1、近年來，隨著機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，作為機(jī)械設(shè)備一部分的小型柴油機(jī)，其故障診斷技術(shù)的研究也越來越得到人們的重視。聲信號診斷技術(shù)作為一種非接觸式診斷方法，由于其操作的便利性也日益受到人們的關(guān)注。本課題在總結(jié)和汲取前人研究成果的基礎(chǔ)之上，結(jié)合實(shí)際情況，將聲信號診斷技術(shù)應(yīng)用到小型柴油機(jī)故障診斷上，引入了適用于非平穩(wěn)信號分析的方法——小波包分析方法，從小型柴油機(jī)缸蓋聲信號中獲取小型柴油機(jī)故障信號特征信息，并結(jié)合模式識別方法有效地實(shí)現(xiàn)了對小型

2、柴油機(jī)故障的智能診斷。 本課題主要從應(yīng)用的角度出發(fā)，以小型柴油機(jī)作為研究對象，在測試技術(shù)、信號處理、小波分析、模式識別等理論的基礎(chǔ)上，深入研究小型柴油機(jī)的故障機(jī)理、故障聲信號特征提取及其診斷方法。研究結(jié)果表明，在不解體的情況下，利用柴油機(jī)缸蓋聲信號對小型柴油機(jī)進(jìn)行故障診斷是可行的。 本研究課題作了如下幾個(gè)方面的研究工作： 1)從測量對象、測量位置及參數(shù)和方法的選擇等方面對小型柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備參

3、數(shù)進(jìn)行選擇。同時(shí)，本研究還從時(shí)序分析及頻譜分析角度對KM178F小型柴油機(jī)常見的幾種故障如：排氣間隙異常、進(jìn)氣壓力低、低壓油路供油不暢的故障機(jī)理及其聲信號的特性作了具體的分析。研究表明，在不解體的情況下，利用小型柴油機(jī)缸蓋聲信號對其進(jìn)行故障診斷是可行的。 2)針對小型柴油機(jī)聲信號的一些具體特點(diǎn)，提出了將小波包分析的方法應(yīng)用于聲信號特征的提取，并將該方法具體應(yīng)用到KM178F小型柴油機(jī)故障信號的分析上。在研究過程中，利用傅氏分析方

4、法具體分析了KM178F柴油機(jī)在不同故障下的聲信號的時(shí)頻特點(diǎn)，并以此為依據(jù)對小波包分解的相關(guān)參數(shù)作了選擇。在研究過程中，針對KM178F柴油機(jī)的這些特點(diǎn)確定采用Db4小波基對其進(jìn)行小波包分析。通過對分析結(jié)果的比較表明利用各故障信號小波包分析得出的特征向量能夠有效地實(shí)現(xiàn)對故障的區(qū)分。 為了實(shí)現(xiàn)對小型柴油機(jī)故障的智能診斷，本研究課題利用歐氏距離判別方法對小波包分析的結(jié)果進(jìn)行歸類以實(shí)現(xiàn)對小型柴油機(jī)故障類型的自動(dòng)識別；并將該方法具體應(yīng)用

5、到KM178F小型柴油機(jī)隨機(jī)聲信號的智能識別上。通過對正常信號、氣門間隙異常、進(jìn)氣壓力低、低壓油路供油不暢等幾種的不同工況進(jìn)行識別，正確率達(dá)到84.375％。表明效果良好。 3)本研究從小型柴油機(jī)故障診斷實(shí)際應(yīng)用需要出發(fā)，設(shè)計(jì)了小型柴油機(jī)故障診斷軟件系統(tǒng)的總體架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，完成了信號采集、樣本信號分析、樣本庫的建立以及隨機(jī)信號的分析等功能模塊的開發(fā)。并將該診斷系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用到KM178F小型柴油機(jī)的故障診斷中，通過對其聲信號的