汽車發(fā)動機是一個復雜系統(tǒng),其故障約占汽車的全部故障的40%以上。為避免嚴重事故的發(fā)生,需運用故障診斷技術(shù)及時了解汽車發(fā)動機的工作性能、判斷各部件是否處于或即將處于何種故障狀態(tài),因此對汽車發(fā)動機展開故障診斷技術(shù)理論和診斷系統(tǒng)的研究有著非常重要而又現(xiàn)實的意義。然而,我國目前的發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)尚缺乏一種集多種參數(shù)采集、分析處理和診斷推理的通用化平臺,同時在分析故障現(xiàn)象和故障原因的非線性關(guān)系時,現(xiàn)有的故障診斷理論也不能簡單地運用到故障診斷系統(tǒng)中,需要通過分析改進,以得到一個切合實際能解決問題的故障診斷推理模型。 為此,本文系統(tǒng)介紹了用于發(fā)動機故障診斷測試的信號采集、信號處理、神經(jīng)網(wǎng)絡、粗糙集理論、虛擬儀器等技術(shù),并對各項技術(shù)的原理特點及在故障診斷領(lǐng)域中的應用做了細致的研究和分析。在此基礎上提出了一種以虛擬儀器技術(shù)為通用化平臺,以神經(jīng)網(wǎng)絡推理為主的多種人工智能技術(shù)集成的發(fā)動機故障診斷測試專家系統(tǒng),應用效果良好。 論文的主要內(nèi)容包括: 1.分析了現(xiàn)有各類故障診斷技術(shù)方法的結(jié)構(gòu)組成、推理方法、功能特點及其在故障診斷領(lǐng)域中的應用狀況,提出本系統(tǒng)診斷推理方法以神經(jīng)網(wǎng)絡推理為主、專家系統(tǒng)為基礎和其它各類故障技術(shù)方法為輔的設計思路。然后對三種典型神經(jīng)網(wǎng)絡(即BP網(wǎng)絡、RBF網(wǎng)絡和SOM網(wǎng)絡)的基本原理、模型結(jié)構(gòu)、算法設計進行了分析,并對BP網(wǎng)絡的一些改進算法進行了研究,對這些改進算法的網(wǎng)絡訓練效果進行了對比分析,提出了合理選擇這些算法的指導思想。 2.對粗糙集理論的基本概念、連續(xù)數(shù)據(jù)離散化方法以及屬性指標約簡方法進行了詳細的分析,并提出了值約簡方法中一種提取規(guī)則的新算法;然后綜合自組織神經(jīng)網(wǎng)絡、決策表約簡和BP神經(jīng)網(wǎng)絡,首次建立了一種新型的發(fā)動機失火故障診斷模型,并對模型中的數(shù)據(jù)離散化方法、知識表約簡方法以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡推理方法的進行了程序設計和應用分析。 3.為解決機械故障診斷中因樣本數(shù)目大而無法訓練或者難以收斂的情況,對集成神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的基本思想、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、分類組建方法和信息融合方法進行了分析研究,在此基礎上結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡一些前處理方法(如聚類分析、主成分分析方法),并首次創(chuàng)建了基于聚類分析和集成神經(jīng)網(wǎng)絡的柴油機性能評估預測模型、基于主成分分析和集成神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)動機廢氣排放故障診斷模型。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：U472
【部分圖文】：

算機平臺、硬件、軟件以及各種完成應用系統(tǒng)所需要的附件，滿足不同專業(yè)測量的測試需求。這種特征改變了傳統(tǒng)儀器功能固定及難以升級的不足。vi系統(tǒng)從構(gòu)成要素講(如圖1.2所示)是由計算機、應用軟件和儀器硬件組成的;從構(gòu)成方式講，則有以DAQ板和信號調(diào)理為儀器硬件而組成的PC一DAQ測試系統(tǒng)，以GP工B、VXI、Serail和FieldbuS等標準總線儀器為硬件組成的GPIB系統(tǒng)、VXI系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式。由圖1一2可知，無論哪種VI系統(tǒng)，都是將儀器硬件搭載到筆一記本電腦、臺式CP或工作站等各種計算機平臺，加上應用軟件而構(gòu)成的。因此，VI系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)完全跟上計算機技術(shù)的發(fā)展步伐，同時也顯示出VI系統(tǒng)的靈活性與強大生命力。圖1.2虛擬儀器測試系統(tǒng)的構(gòu)成V工與傳統(tǒng)儀器的比較見表1一2，其最主要的區(qū)別是VI的功能由用戶使用時自己定義

漏水、汽缸墊沖壞、水套與汽缸溝通、節(jié)溫器主閥門脫落、風扇皮帶松脫或斷裂、水泵軸與葉輪松脫、風扇離合器工作不良等故障，應立即結(jié)合相關(guān)的故障診斷方法排除故障。圖5一1為對發(fā)動機冷卻水溫度信號的監(jiān)測界面圖，可以對發(fā)動機的工作溫度進行實現(xiàn)監(jiān)測，在溫度過高或過低時進行報警，并對溫度的上升或下降等變化趨勢進行統(tǒng)計特征分析l’]。圖5一1發(fā)動機溫度監(jiān)測系統(tǒng)界面圖5.3頻域分析方法一般故障診斷會包括判斷設備是否故障并確定故障存在的部位，以便針對性地采取措施。因此，故障定位問題在設備故障診斷與監(jiān)測研究中顯得尤為重要，而對故障進行定位一種常用的方法就是進行信號的頻域分析。所謂頻域分析，即是把以時間為橫坐標的時域信號通過傅立葉變化換分解為以頻率為橫坐標的頻域信號，從而求得關(guān)于原時域信號頻率成分的幅值和相位信息的一種分析方法。當機械系統(tǒng)正常運行時

在總體設計中采用了循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，并設置了發(fā)動機起動性能參數(shù)、燃油供給系性能參數(shù)、冷卻系和潤滑系的性能參數(shù)、點火性能參數(shù)、動力性能參數(shù)、發(fā)動機振動頻率參數(shù)、廢氣排放參數(shù)和退出系統(tǒng)的選項按鈕，圖6一9表示了測試系統(tǒng)的主控界面，而在發(fā)動機起動性能參數(shù)測試模塊選用TAB結(jié)構(gòu)，分別測試蓄電池電壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、氣缸壓力等參數(shù)，其余測試模塊也采用同樣的方式設計。圖6一9診斷測試系統(tǒng)主控界面測試系統(tǒng)主控界面主要設置了程序選擇按鈕、文件操作和產(chǎn)品信息。文件操作包括一些必需信息的保存和查詢(如發(fā)動機型號、車牌號等)，如根據(jù)相應的發(fā)動機型號可打開相應的數(shù)據(jù)庫文件。產(chǎn)品信息，包括版權(quán)信息和幫助文件，版權(quán)信息提供了版權(quán)情況和開發(fā)情況，而幫助文件提供了整個系統(tǒng)的設計情況的和使用情況。
【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 高龍士;計時鳴;;基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡的汽車發(fā)動機故障診斷及其實現(xiàn)[J];機械科學與技術(shù);2010年09期

2 任輝林;付建華;;鑿巖機液壓系統(tǒng)故障診斷研究[J];建筑機械化;2009年10期

3 鄭文鐘,何勇;基于粗糙集的糧食產(chǎn)量組合預測模型[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2005年11期

4 何浩;李剛;張東洋;李大鵬;李俠;;某型號導彈自動駕駛儀測試系統(tǒng)設計[J];測控技術(shù);2012年12期

5 樊鵬杰;姜林;;電力設備在故障診斷中的合理應用辦法[J];河南科技;2013年11期

6 劉海波;楊祥;畢曉峰;;基于網(wǎng)絡化虛擬儀器技術(shù)的虛擬實驗室構(gòu)建[J];通化師范學院學報;2009年02期

7 陳立新;劉福建;何玉靈;;汽車發(fā)動機智能故障診斷方法綜述[J];儀器儀表與分析監(jiān)測;2008年02期

8 馬金剛;;基于LabVIEW的電控發(fā)動機測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J];邢臺職業(yè)技術(shù)學院學報;2013年01期

相關(guān)博士學位論文 前8條

1 劉應吉;車輛狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷新方法研究[D];東北大學;2008年

2 鄭文鐘;基于數(shù)據(jù)挖掘和系統(tǒng)集成的農(nóng)業(yè)機械化信息管理系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2005年

3 王天真;智能融合數(shù)據(jù)挖掘方法及其應用[D];上海海事大學;2006年

4 喬金友;農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)專家系統(tǒng)設計與開發(fā)[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2007年

5 袁華智;電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機故障模擬試驗及診斷研究[D];長安大學;2010年

6 胡學發(fā);水壓試驗機故障診斷與故障預測方法研究[D];東北大學;2008年

7 馬馳;提升機危險載荷分析與預警系統(tǒng)研究[D];中國礦業(yè)大學;2012年

8 柴文光;基于數(shù)據(jù)挖掘的信息系統(tǒng)風險評估體系框架研究[D];武漢大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 劉業(yè)明;潛艇位姿控制系統(tǒng)智能故障診斷技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 張偉;基于專家系統(tǒng)的故障診斷在汽車發(fā)動機上的應用[D];太原理工大學;2011年

3 彭思思;海洋救助船主要動力設備監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的研究與設計[D];武漢理工大學;2011年

4 生翔九;并聯(lián)充電式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷分析儀開發(fā)[D];武漢理工大學;2011年

5 楊寶榮;基于LabView的大型風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)軸系故障診斷研究[D];內(nèi)蒙古大學;2011年

6 陸智俊;衛(wèi)星故障診斷與維護專家系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];復旦大學;2010年

7 趙貞蓮;塔式起重機機群故障檢測與診斷系統(tǒng)的設計與研究[D];沈陽理工大學;2011年

8 劉立恒;基于LabVIEW的電噴發(fā)動機的故障分析與仿真[D];重慶交通大學;2011年

9 楊凱鈞;改進型轉(zhuǎn)板式氣動數(shù)字閥的特性研究[D];浙江工業(yè)大學;2010年

10 武偉;數(shù)控機床遠程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的研究與應用[D];山東科技大學;2011年

本文編號：2888316