在一臺Z6170型船用中速柴油機上進行了發(fā)動機故障模擬試驗。首先,將不同工況下監(jiān)測的瞬時轉速信號的多維特征參數(shù)進行極差（MIN-MAX）標準化處理,并利用t-分布領域嵌入（t-SNE）算法對特征參數(shù)進行降維處理。然后,采用隨機森林（RF）算法建立了發(fā)動機氣缸故障診斷模型。結果顯示,監(jiān)測蘊含柴油機運行狀態(tài)豐富信息的瞬時轉速信號,采用tSNE和RF算法建立的柴油機運行狀況評估及氣缸故障診斷模型可以有效評估發(fā)動機健康狀態(tài),以保證其安全可靠運行。 

【文章來源】：內燃機工程. 2020,41(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

加工的故障件照片

瞬時轉速主要有軟件法和硬件法[12]兩種計算方法。軟件法即通過兩點插值法和零點法將具有周期性的正弦信號通過軟件處理得出瞬時轉速信號，此方法易受到周圍環(huán)境的干擾且實時性不好。硬件法即高頻計數(shù)法，采用高頻計數(shù)器對方波信號進行計數(shù)，計算脈沖寬度，獲得瞬時轉速，速度快且實時性好。本研究中選用的數(shù)據(jù)采集卡為NI 9401，采集卡內部計數(shù)器時基轉換頻率可達30MHz，采用的轉速和上止點傳感器均為霍爾傳感器，可輸出標準晶體管-晶體管邏輯（transistor-transistor logic,TTL）信號，因此選用硬件法測量瞬時轉速。研究中對原始的瞬時轉速進行齒平均和整周期平均，以剔除噪聲成分。1 000r/min、75%負荷工況下噪聲處理前后的瞬時轉速對比如圖2所示。2.2 特征參數(shù)提取

圖3為1 000r/min、75%負荷工況下的瞬時轉速。以6號缸噴油時刻為0°曲軸轉角位置，存在6個均勻的波峰，按照順序分別對應6號缸、2號缸、4號缸、1號缸、5號缸和3號缸做功過程，結合文獻[1-12]和提取瞬時轉速信號的時域與頻域特征值，具體如表4所示。表中i表示缸號，參數(shù)中總體特征參數(shù)共4個，單缸特征參數(shù)19個。Z6170為6缸機，因此共同形成118維特征向量。各缸最大轉速波動率定義為：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于瞬時轉速的艦船柴油機多閾值診斷方法[J]. 楊昆,范煥羽,歐陽光耀.  船海工程. 2018(03)
[2]船舶柴油機瞬時轉速仿真計算模型的研究[J]. 余永華,楊建國.  內燃機學報. 2008(06)
[3]利用瞬時轉速診斷電站系統(tǒng)中原動機的失火故障[J]. 欒軍英,王虹,田昊,唐力偉.  機械強度. 2006(S1)
[4]利用轉速波動信號診斷內燃機失火故障的研究（2）——波形分析方法[J]. 劉世元,杜潤生,楊叔子.  內燃機學報. 2000(03)

碩士論文
[1]瞬時轉速方法在船用多缸柴油機故障診斷中的應用研究[D]. 楊遠濤.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]基于瞬時轉速信號的柴油機故障診斷專家系統(tǒng)的研究[D]. 李峰.吉林大學 2009



本文編號：3513758