柴油發(fā)動機作為機械動力的核心,對其進行狀態(tài)監(jiān)測并提供故障預測具有重大意義。但機體組成復雜,工作機理涉及眾多領域,使得對柴油發(fā)動機進行故障診斷時難以獲得有效且準確的故障特征。針對柴油發(fā)動機故障特征難以提取,故障部位與故障特征之間沒有明確關系以及故障難以定位等問題,本文以某柴油發(fā)動機為研究對象,進行了柴油發(fā)動機典型故障預警系統(tǒng)研究設計工作,內(nèi)容如下:（1）針對柴油發(fā)動機工作時轉速非恒定而導致無法準確采集機體振動信號的問題,設計了定轉速信號采集系統(tǒng),通過限制條件觸發(fā)采樣過程并利用調(diào)理電路對采樣信號進行處理,成功獲得穩(wěn)定的振動信號。（2）提出將基于經(jīng)驗模態(tài)分解（EMD）與時間序列模型（AR）相結合的方法,通過EMD-AR方法對原始振動信號進行特征提取。（3）融合模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡,建立集成模糊神經(jīng)網(wǎng)絡（FNN）系統(tǒng)并改進Takagi-Sugeno模型,用于柴油發(fā)動機故障診斷,有效解決診斷過程中存在的模糊性及定位難等問題。（4）設計了柴油發(fā)動機典型故障預警系統(tǒng),將前述研究方法作為子模塊成功嵌入預警系統(tǒng)中,實現(xiàn)故障診斷功能,驗證方法的有效性。 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基本結構

圖 2.3 采樣過程Fig.2.3 Sampling process可以看到，采樣后信號的寬度變窄，而此過程同時也需要一定的時間來完成，如果在此期間輸入信號穩(wěn)定，則可確保轉換的準確性。保持電路執(zhí)行該功能，其與采樣電路一起形成采樣/保持電路。設有連續(xù)信號 驈 媰，若其頻帶寬度是有限的，要想使采樣后信號 驈 媰能夠不失真地還原出原信號 ，則采樣頻率必須大于或等于該信號最高頻率的兩倍，這就是采樣定理。其中信號進行傅里葉變換后對應的最高頻率稱為截止頻率，又稱為奈奎斯特頻率。簡單來說，采樣定理指出，對連續(xù)信號進行采樣的采樣頻率應該至少是該信號截止頻率的 2 倍，才能保證不發(fā)生頻率混疊現(xiàn)象。2.A/D 轉換器工作原理[29]脈沖信號在轉化為數(shù)字信號的過程中，需要對其進行量化和編碼。量化的過程是一個代替的過程，即用采樣信號幅值的最小量化單位倍數(shù)來代替該信號的幅值，定義為量化器滿量程電壓（FSR）與 的比值，用 q 表示：=

這樣就可以依據(jù)振動特征甄別故障的發(fā)生。鑒于此，首先需要設計非態(tài)信號的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于非穩(wěn)態(tài)振動信號的特殊性，系統(tǒng)在設計時要特別解決下述難題：（1）選擇合適的振動信號，確保該信號能夠準確的表征一定的故障狀態(tài)，也就要求傳感器的頻響特性可以覆蓋振動信號的整個頻率范圍、傳感器的安裝位置要合適采集系統(tǒng)的采樣頻率選取要合適，采樣樣本要足夠長；采集的初始條件，即啟動采的觸發(fā)轉速要合適等。（2）保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)初始條件不變的情況下，多次重復采集的數(shù)據(jù)具有一定重復性和穩(wěn)定性2.3.1 振動監(jiān)測模塊振動監(jiān)測模塊是柴油機典型故障預警裝置振動監(jiān)測的核心元件。根據(jù)實際信號道類型，振動監(jiān)測模塊需要接入加速度振動信號、瞬時轉速信號與鍵相信號，共計 個通道可供使用，滿足實際柴油機典型故障預警裝置需要。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3384097