蟻群聚類算法在柴油機(jī)故障診斷中的應(yīng)用研究.pdf

1、柴油機(jī)作為一種重要的動(dòng)力機(jī)械，廣泛地應(yīng)用在國民生產(chǎn)的各領(lǐng)域中。柴油機(jī)在船舶設(shè)備中的地位極為重要，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)本身具有零部件數(shù)量繁多、運(yùn)動(dòng)過程復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，柴油機(jī)在運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生各類故障。一旦柴油機(jī)發(fā)生故障，往往會(huì)影響柴油機(jī)工作狀態(tài)，威脅到成套設(shè)備的安全運(yùn)行，有時(shí)可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。因此，開展柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的研究有著重要的意義。
　　本文提出了基于蟻群聚類

2、算法的柴油機(jī)故障診斷方法并通過軟件仿真和實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。本文首先針對(duì)柴油機(jī)特有結(jié)構(gòu)，將柴油機(jī)“氣缸群”抽象成“蟻群”，提出基于蟻群聚類算法“橫向比較”柴油機(jī)氣缸性能狀態(tài)的故障診斷新方法。然后，采用GT-POWER軟件建立柴油機(jī)模型，模擬柴油機(jī)正常工況、故障工況的運(yùn)行狀態(tài)從而獲取仿真數(shù)據(jù)。以MATLAB軟件為平臺(tái)，利用蟻群聚類算法對(duì)仿真后的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，分離出故障氣缸，驗(yàn)證了柴油機(jī)故障診斷新方法的有效性。在聚類結(jié)果基礎(chǔ)上，提出柴油機(jī)

3、“離群因子”的概念，計(jì)算并比較正常工況下和故障工況下不同故障程度的離群因子，并用其表征柴油機(jī)故障的劣化程度。最后，建立了完善的柴油機(jī)故障診斷試驗(yàn)臺(tái)，詳細(xì)介紹柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，通過 LabVIEW圖形編程軟件建立柴油機(jī)故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)界面。制定柴油機(jī)故障診斷實(shí)驗(yàn)方案，完成單缸斷油實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析進(jìn)一步證明基于蟻群聚類算法的柴油機(jī)故障診斷方法是合理可行的。本論文探索出了一條不依賴故障樣本數(shù)據(jù)亦能實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)故障診斷的