發(fā)布時(shí)間：2021-11-23 11:09

　　在一臺Z6170型船用中速柴油機(jī)上進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬試驗(yàn)。首先,將不同工況下監(jiān)測的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號的多維特征參數(shù)進(jìn)行極差（MIN-MAX）標(biāo)準(zhǔn)化處理,并利用t-分布領(lǐng)域嵌入（t-SNE）算法對特征參數(shù)進(jìn)行降維處理。然后,采用隨機(jī)森林（RF）算法建立了發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸故障診斷模型。結(jié)果顯示,監(jiān)測蘊(yùn)含柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)豐富信息的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號,采用tSNE和RF算法建立的柴油機(jī)運(yùn)行狀況評估及氣缸故障診斷模型可以有效評估發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài),以保證其安全可靠運(yùn)行。 

【文章來源】：內(nèi)燃機(jī)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(shí)轉(zhuǎn)速主要有軟件法和硬件法[12]兩種計(jì)算方法。軟件法即通過兩點(diǎn)插值法和零點(diǎn)法將具有周期性的正弦信號通過軟件處理得出瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號，此方法易受到周圍環(huán)境的干擾且實(shí)時(shí)性不好。硬件法即高頻計(jì)數(shù)法，采用高頻計(jì)數(shù)器對方波信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算脈沖寬度，獲得瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，速度快且實(shí)時(shí)性好。本研究中選用的數(shù)據(jù)采集卡為NI 9401，采集卡內(nèi)部計(jì)數(shù)器時(shí)基轉(zhuǎn)換頻率可達(dá)30MHz，采用的轉(zhuǎn)速和上止點(diǎn)傳感器均為霍爾傳感器，可輸出標(biāo)準(zhǔn)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(shí)轉(zhuǎn)速。研究中對原始的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行齒平均和整周期平均，以剔除噪聲成分。1 000r/min、75%負(fù)荷工況下噪聲處理前后的瞬時(shí)轉(zhuǎn)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(fù)荷工況下的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。以6號缸噴油時(shí)刻為0°曲軸轉(zhuǎn)角位置，存在6個(gè)均勻的波峰，按照順序分別對應(yīng)6號缸、2號缸、4號缸、1號缸、5號缸和3號缸做功過程，結(jié)合文獻(xiàn)[1-12]和提取瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號的時(shí)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(gè)，單缸特征參數(shù)19個(gè)。Z6170為6缸機(jī)，因此共同形成118維特征向量。各缸最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)率定義為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的艦船柴油機(jī)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(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速仿真計(jì)算模型的研究[J]. 余永華,楊建國.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2008(06)
[3]利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速診斷電站系統(tǒng)中原動(dòng)機(jī)的失火故障[J]. 欒軍英,王虹,田昊,唐力偉.  機(jī)械強(qiáng)度. 2006(S1)
[4]利用轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號診斷內(nèi)燃機(jī)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(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2000(03)

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



本文編號：3513758