【摘要】：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和往復(fù)壓縮機(jī)作為往復(fù)機(jī)械的典型代表,被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、石油石化、軍工等多個(gè)領(lǐng)域中,它們的安全平穩(wěn)運(yùn)行對(duì)于保障這些領(lǐng)域的正常運(yùn)作起著非常重要的作用。然而,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和往復(fù)壓縮機(jī)具有易損件多、易發(fā)生故障的特點(diǎn)。目前企業(yè)對(duì)柴油機(jī)機(jī)組大多采用事后維修的方式,監(jiān)測(cè)方式大多為熱工參數(shù)監(jiān)測(cè),難以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)典型故障的自動(dòng)診斷;往復(fù)壓縮機(jī)活塞桿組件故障頻發(fā),然而目前仍沒有切實(shí)可行的方法用于活塞桿的監(jiān)測(cè)與故障診斷。因此,研究如何能有效監(jiān)測(cè)往復(fù)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)警和診斷具有重要的實(shí)際意義。本文針對(duì)往復(fù)機(jī)械機(jī)組熱工參數(shù)和振動(dòng)信號(hào)中含有豐富的機(jī)組狀態(tài)信息的特點(diǎn),基于傳感器技術(shù)和人工智能診斷方法,對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)警和常見故障的診斷方法以及往復(fù)壓縮機(jī)活塞桿組件故障的診斷方法進(jìn)行了研究。并將所提出的特征參數(shù)運(yùn)用于工程實(shí)際案例中進(jìn)行驗(yàn)證。論文的主要內(nèi)容如下:(1)針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的負(fù)荷狀態(tài)下,機(jī)組性能參數(shù)會(huì)有所變化的特點(diǎn),提取機(jī)組的振動(dòng)信號(hào)等特征,采取基于參數(shù)預(yù)測(cè)殘差的后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè);提出了“負(fù)荷穩(wěn)定量參數(shù)”,并驗(yàn)證了該方法對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)故障預(yù)警的有效性。(2)針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的小頭瓦磨損故障、失火故障以及拉缸故障,提出了基于特征權(quán)重算法、主成分分析和支持向量機(jī)的故障診斷方法。利用實(shí)驗(yàn)案例證明了該方法能實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障的診斷。(3)針對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)常見的活塞桿鎖緊螺母松動(dòng)故障、活塞桿斷裂故障和活塞支撐環(huán)磨損故障,提出了基于諧波小波的活塞桿軸心軌跡提純方法以及基于流形學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)案例和實(shí)際工程案例,證明了該方法對(duì)活塞桿組件故障診斷的有效性。
【圖文】：

邐邐圖２－１預(yù)測(cè)模型架構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑．邋２狀態(tài)預(yù)測(cè)模型輸入?yún)?shù)逡逑

邐１邐＾逡逑圖２－１預(yù)測(cè)模型架構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑２．邋２．邋２狀態(tài)預(yù)測(cè)模型輸入?yún)?shù)逡逑２．邋２．邋２．邋１邋ＢＰＮＮ預(yù)測(cè)模型逡逑ＢＰＮＮ具有良好的記憶力、非線性映射能力和泛化能力，基于ＢＰＮＮ的預(yù)測(cè)方法逡逑己經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。ＢＰＮＮ包含輸入層、隱含層和輸出層。ＢＰＮＮ運(yùn)算過(guò)程中，逡逑信息由輸入層依次正向傳給隱含層和輸出層；在輸出層通過(guò)與預(yù)期的輸出進(jìn)行對(duì)比，逡逑得到計(jì)算誤差，并通過(guò)誤差的反向傳播來(lái)重新調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，如此反復(fù)逡逑操作，最終使得輸出值與期望輸出相等或者滿足誤差在一定范圍內(nèi)的要求。逡逑設(shè)ＢＰＮＮ的輸入和輸出為（ｕ），則計(jì)算步驟如下：逡逑１）初始化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。由設(shè)定輸入層、隱含層、輸出層的節(jié)點(diǎn)總數(shù)分別逡逑為氕、／，、。設(shè)置權(quán)值（輸入層與隱含層之間彡和州＾彳隱含層與輸出層之間），逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH17

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2632559