動(dòng)力機(jī)械作為能量轉(zhuǎn)換裝置,是船舶上不可或缺的重要組成部分之一,它的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到船舶航行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。因此,對(duì)船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)顯得尤為必要。為提高監(jiān)測(cè)的有效性,構(gòu)建一個(gè)功能強(qiáng)大的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),引入模塊化的設(shè)計(jì)思想,并在系統(tǒng)分析時(shí)對(duì)VMD技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用。本文從VMD技術(shù)基本原理入手,對(duì)優(yōu)化VMD技術(shù)在動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行論述。結(jié)果表明,VMD技術(shù)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中具有良好的應(yīng)用效果。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(14)北大核心

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船舶動(dòng)力機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)磁電式傳感器的監(jiān)測(cè)工作原理Fig.1Workingprincipleofmagnetoelectricsensorformonitoring

2.1船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法動(dòng)力機(jī)械是船舶不可或缺的組成部分之一，這是一個(gè)技術(shù)綜合體，通過(guò)應(yīng)用該系統(tǒng)，在船舶航行時(shí)，能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)行，需要通過(guò)相應(yīng)的方法對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[4–6]。常規(guī)船舶的動(dòng)力機(jī)械包括發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)，不同的動(dòng)力機(jī)械監(jiān)測(cè)方法有所差別。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)常用的監(jiān)測(cè)方法有瞬時(shí)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)技術(shù)，圖1為應(yīng)用比較廣泛的磁電式傳感器的監(jiān)測(cè)原理。由于物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出程度不同的振動(dòng)。因此，可對(duì)船舶動(dòng)力機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，振動(dòng)傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2船舶動(dòng)力機(jī)械中發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)示意圖Fig.2Schematicdiagramofvibrationmonitoringtechnologyforenginestateinmarinepowermachinery液壓系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)測(cè)方法有所不同，以油液分析法為主，以聲音信號(hào)診斷為輔。2.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為了實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)加入VMD功能。在開(kāi)發(fā)階段，可以充分集合模塊化的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)船體結(jié)構(gòu)、機(jī)電裝置通信網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。動(dòng)力機(jī)械可以有效將各個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，并將狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能融合到功能塊中。因此，在具體開(kāi)發(fā)時(shí)，可以引入時(shí)間維與邏輯維矩陣，船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)隨時(shí)間變化曲線如圖3所示。圖3船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)隨時(shí)間變化曲線Fig.3Time-varyingcurveofmarinepowermachinerystate對(duì)于船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，獲取相關(guān)的信息源是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這里的信息源基本上都是船舶上動(dòng)力機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。在對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，需要將一些內(nèi)容監(jiān)控過(guò)程模塊化。監(jiān)測(cè)方法是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，由于監(jiān)測(cè)方法比較多，所以要?jiǎng)澐譃椴煌哪K，它的結(jié)構(gòu)具有可變的特點(diǎn)，規(guī)模大小可根據(jù)實(shí)

ingtechnologyforenginestateinmarinepowermachinery液壓系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)測(cè)方法有所不同，以油液分析法為主，以聲音信號(hào)診斷為輔。2.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為了實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)加入VMD功能。在開(kāi)發(fā)階段，可以充分集合模塊化的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)船體結(jié)構(gòu)、機(jī)電裝置通信網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。動(dòng)力機(jī)械可以有效將各個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，并將狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能融合到功能塊中。因此，在具體開(kāi)發(fā)時(shí)，可以引入時(shí)間維與邏輯維矩陣，船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)隨時(shí)間變化曲線如圖3所示。圖3船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)隨時(shí)間變化曲線Fig.3Time-varyingcurveofmarinepowermachinerystate對(duì)于船舶動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，獲取相關(guān)的信息源是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這里的信息源基本上都是船舶上動(dòng)力機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。在對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，需要將一些內(nèi)容監(jiān)控過(guò)程模塊化。監(jiān)測(cè)方法是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，由于監(jiān)測(cè)方法比較多，所以要?jiǎng)澐譃椴煌哪K，它的結(jié)構(gòu)具有可變的特點(diǎn)，規(guī)模大小可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行調(diào)整，靈活性更強(qiáng)。以油液粘度監(jiān)測(cè)設(shè)備為例，它本身是一個(gè)獨(dú)立的裝置，但卻可以加入到在線油液監(jiān)測(cè)模塊當(dāng)中，如圖4所示。圖1船舶動(dòng)力機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)磁電式傳感器的監(jiān)測(cè)工作原理Fig.1Workingprincipleofmagnetoelectricsensorformonitoringenginestateofmarinepowermachinery第42卷陽(yáng)復(fù)建，等：優(yōu)化VMD技術(shù)在動(dòng)力機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用·101·


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