能源與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,使新能源成為當(dāng)前世界各國的研究熱點,其中燃料電池是一種新一代發(fā)電裝置,其性能、安全可靠性等直接影響著燃料電池的應(yīng)用前景。由于燃料電池發(fā)動機的工作環(huán)境較為惡劣,在運行時容易發(fā)生故障,因此根據(jù)實時參數(shù)準(zhǔn)確診斷出故障,確保發(fā)動機安全穩(wěn)定運行是一個重要研究方向。本文以質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機為研究對象,開展燃料電池發(fā)動機信號檢測及故障診斷研究。主要研究內(nèi)容如下:針對燃料電池發(fā)動機運行過程中的安全問題,提出了燃料電池發(fā)動機信號檢測及故障診斷系統(tǒng),結(jié)合燃料電池發(fā)動機的組成結(jié)構(gòu),分析了信號檢測及故障診斷系統(tǒng)總體需求以及信號檢測參數(shù)的技術(shù)需求,根據(jù)需求設(shè)計了系統(tǒng)軟硬件總體方案,并對系統(tǒng)相關(guān)硬件設(shè)備進(jìn)行了選型。比較了幾種典型的故障診斷方法,重點闡述了故障樹分析法的基本原理,對燃料電池發(fā)動機故障按照結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分類,包括氫氣供給子系統(tǒng)故障,空氣供給與增濕子系統(tǒng)故障、冷卻子系統(tǒng)故障、燃料電池堆故障以及控制系統(tǒng)故障,分別構(gòu)建了故障樹診斷模型并進(jìn)行定性分析得到了最小割集,基于故障樹模型設(shè)計了故障診斷專家系統(tǒng)算法。在對系統(tǒng)軟件進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了系統(tǒng)軟件總體框架,并對軟件功能模塊進(jìn)...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 燃料電池信號檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.2 燃料電池發(fā)動機故障診斷方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 燃料電池發(fā)動機信號檢測及故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計與硬件選型
    2.1 信號檢測及故障診斷系統(tǒng)需求分析
        2.1.1 燃料電池發(fā)動機組成
        2.1.2 系統(tǒng)總體功能需求分析
        2.1.3 信號檢測需求分析
    2.2 信號檢測及故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.3 信號檢測及故障診斷系統(tǒng)硬件設(shè)備選型
        2.3.1 傳感器的選型
        2.3.2 數(shù)據(jù)采集卡的選取
        2.3.3 通信板卡的選用
        2.3.4 工控機的選擇
        2.3.5 氫氣報警器的選擇
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于故障樹的燃料電池發(fā)動機故障診斷算法研究
    3.1 故障診斷常用方法
        3.1.1 基于數(shù)學(xué)模型的診斷方法
        3.1.2 基于信號處理的診斷方法
        3.1.3 基于人工智能的診斷方法
    3.2 故障樹分析法基本原理
        3.2.1 故障樹的構(gòu)建
        3.2.2 故障樹定性分析法
        3.2.3 故障樹定量分析法
    3.3 燃料電池發(fā)動機故障的故障樹建模與定性分析
        3.3.1 氫氣供給子系統(tǒng)故障樹模型
        3.3.2 空氣供給與增濕子系統(tǒng)故障樹模型
        3.3.3 冷卻子系統(tǒng)故障樹模型
        3.3.4 燃料電池堆故障樹模型
        3.3.5 控制系統(tǒng)故障樹模型
    3.4 基于故障樹的燃料電池發(fā)動機故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)計
        3.4.1 故障診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.4.2 故障診斷專家系統(tǒng)知識庫設(shè)計
        3.4.3 故障診斷專家系統(tǒng)推理機設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第4章 燃料電池發(fā)動機信號檢測及故障診斷系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
    4.1 信號檢測及故障診斷系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
        4.1.1 系統(tǒng)軟件需求分析
        4.1.2 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
    4.2 信號檢測及故障診斷系統(tǒng)軟件模塊實現(xiàn)
        4.2.1 數(shù)據(jù)采集與控制模塊
        4.2.2 數(shù)據(jù)庫管理模塊
        4.2.3 CAN通信模塊
        4.2.4 故障診斷模塊
    4.3 信號檢測及故障診斷系統(tǒng)軟件界面設(shè)計
        4.3.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測界面
        4.3.2 故障診斷界面
        4.3.3 數(shù)據(jù)庫界面
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實驗測試與結(jié)果分析
    5.1 燃料電池發(fā)動機信號檢測及故障診斷系統(tǒng)實驗平臺
    5.2 燃料電池發(fā)動機故障診斷實例分析
        5.2.1 氫氣減壓閥故障
        5.2.2 散熱風(fēng)扇故障
        5.2.3 傳感器故障
    5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間獲得與學(xué)位論文相關(guān)的科研成果



本文編號：3791240