發(fā)布時間：2018-12-29 08:58

【摘要】：目前,柴油機故障診斷已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的焦點問題。柴油機故障診斷中,可以通過多個傳感器得到不同的故障信息,為了得到較高的故障診斷的精度和可靠性,必須充分利用獲得的故障信息對柴油機進行故障診斷。 本文首先論述了柴油機故障診斷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及將信息融合技術(shù)應用到柴油機故障診斷中的必要性和可行性,對柴油機振動信號進行了機理研究,為實驗的順利進行打下基礎(chǔ)。 為了能夠從多方面反映柴油機的運行狀態(tài),首先采用神經(jīng)網(wǎng)絡方法對柴油機振動信號及壓力信號進行特征級信息融合,研究了BP神經(jīng)網(wǎng)絡、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的原理及算法,并針對RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的不足,提出了一種采用遞階遺傳編碼方案的混合遞階遺傳算法,用該算法優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的隱含層結(jié)構(gòu)、隱含層中心值、基寬和輸出的線性權(quán)值。分別采用這三種方法進行故障診斷,并在Matlab下進行仿真,將診斷結(jié)果進行比較,驗證了遺傳算法優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡具有訓練速度快、精度高的優(yōu)越性。 另外,為了綜合利用多個傳感器獲得的診斷信息,將遺傳算法優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡和D-S證據(jù)理論相結(jié)合,針對振動信號和壓力信號,將特征級融合結(jié)果構(gòu)建mass函數(shù),進行決策級融合的柴油機故障診斷,削弱了診斷結(jié)果的不確定度,診斷結(jié)果更加精確。由于D-S證據(jù)理論進行信息融合時,只是簡單地對證據(jù)進行組合,本文采用加權(quán)證據(jù)合成法。當進行多個證據(jù)融合時,證據(jù)間的沖突程度用證據(jù)距離和沖突因子綜合起來表示,之后通過得到的證據(jù)間的沖突程度的值確定權(quán)重系數(shù),并修正證據(jù)基本信任分配函數(shù)。然后用D-S規(guī)則進行合成,故障診斷實驗表明了此方法對沖突證據(jù)融合的有效性,充分驗證了該方法能夠有效提高故障診斷的準確性和可靠性。
[Abstract]:At present, diesel engine fault diagnosis has become the focus of research at home and abroad. In the fault diagnosis of diesel engine, different fault information can be obtained by multiple sensors. In order to obtain higher accuracy and reliability of fault diagnosis, it is necessary to make full use of the obtained fault information to diagnose the fault of diesel engine. In this paper, the present situation of diesel engine fault diagnosis at home and abroad, the necessity and feasibility of applying information fusion technology to diesel engine fault diagnosis are discussed, and the mechanism of diesel engine vibration signal is studied. To lay a foundation for the smooth progress of the experiment. In order to reflect the running state of diesel engine from many aspects, the characteristic level information fusion of diesel engine vibration signal and pressure signal is carried out by using neural network method, and the principle and algorithm of BP neural network and RBF neural network are studied. Aiming at the deficiency of RBF neural network, a hybrid hierarchical genetic algorithm using hierarchical genetic coding scheme is proposed. The algorithm is used to optimize the structure of hidden layer, the center value of hidden layer, the base width and the linear weight of output of RBF neural network. The three methods are used for fault diagnosis, and the simulation results are carried out under Matlab. The results show that the RBF neural network optimized by genetic algorithm has the advantages of fast training speed and high precision. In addition, in order to synthetically utilize the diagnosis information obtained by multiple sensors, the RBF neural network optimized by genetic algorithm and D-S evidence theory are combined to construct the mass function for vibration signal and pressure signal. The fault diagnosis of diesel engine based on decision level fusion weakens the uncertainty of the diagnosis result and makes the diagnosis more accurate. Since D-S evidence theory is only a simple combination of evidence, the weighted evidence synthesis method is used in this paper. When multiple evidences are fused, the degree of conflict between evidence is expressed by the distance of evidence and the conflict factor, and then the weight coefficient is determined by the value of the degree of conflict between the evidence, and the basic trust distribution function of evidence is modified. Then the D-S rule is used to synthesize and the fault diagnosis experiment shows that this method is effective for conflict evidence fusion and fully proves that the method can effectively improve the accuracy and reliability of fault diagnosis.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP202;TK428

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