单片机在设备信号采集与分析处理系统中的应用

为了提高船舶设备的使用质量,延长船舶设备使用寿命,有必要对船舶设备的信号采集、分析和处理过程进行系统研究。船舶设备信号包括电路信号、模拟量信号、声音信号和振动信号等,本文研究的对象是船舶设备的振动信号和噪声信号采集和分析,主要是因为这2种信号与船舶设备的运行状态息息相关,可以快速反映船舶设备的运行工况。本文介绍了基于单片机的船舶设备信号采集系统的基本框架,设计了船舶设备信号采集与处理系统的硬件电路和软件流程,对改善船舶设备的信号采集与分析能力,提高船舶设备故障诊断与监控水平有一定的作用。     

基于小波能量谱分析与SVM的柴油机气阀间隙异常故障诊断

船舶动力设备因故障监测信号样本少、变化缓慢、数据特征呈非线性,使得设备故障模式的准确识别和状态预测比较难。尤其是柴油机气阀间隙异常的故障诊断,由于柴油机气阀间隙振动信号噪声多,利用SVM对柴油机气阀间隙进行预测时需要进行特征提取。鉴于此,研究了基于小波能量谱分析的SVM柴油机气阀间隙的故障诊断方法,结果表明上述模型具有较高的识别率,能准确预测船舶动力设备当前状态。     

基于共振解调技术的船舶柴油机故障诊断研究与仿真

柴油机推进是最可靠、最成熟的船舶推进技术。目前,几乎所有的大吨位舰船都采用了柴油机推进。在船舶运行过程中,柴油主机可能会出现磨损、变形、腐蚀等故障,严重影响船舶的正常运行。振动信号分析是船舶柴油机故障诊断的重要方式,柴油机的振动信号包含大量信息,柴油机的齿轮、轴承等发生故障时会产生各种冲击信号,采用共振解调技术分析这些振动信号,可以有效的获取故障类型和严重程度,有助于提高船舶柴油机故障诊断的水平。本文系统介绍了柴油机故障的类型,并研究了基于共振解调技术的柴油机故障诊断与仿真分析。     

基于时间序列与小波分析的船舶柴油机故障诊断

模拟柴油机气阀间隙异常的几种情况,并实时监测柴油机缸盖振动信号.采用时间序列分析方法对船舶柴油机缸盖振动信号功率谱进行识别,采用小波变换方法对各信号进行小波包分解,并提取故障特征频段信号进行功率谱估计,实现精确故障诊断.     

基于小波阈值去噪与t-SNE的船舶柴油机故障识别

通过对船舶柴油机振动信号的分析研究,文章提出一种基于小波阈值去噪和t分布随机邻域嵌入算法(t-SNE)结合的船舶柴油机故障识别方法。首先通过多种不同的阈值处理方式对采集的振动信号进行小波阈值去噪,使用小波能量谱对数据进行特征提取,并利用t-SNE对高维特征向量降维,最后使用GA-SVM进行故障分类。实验结果证明,文章提出的方法能够较正确地对柴油机的故障模式做出诊断。     

振动信号分析技术在船舶主机故障诊断中的应用

在船舶主机故障诊断系统中,将振动信号技术充分运用起来,对判断船舶设备的故障效果非常有益。通常采用的振动信号分析技术包括2个,一是测量设备和结构的振动信号分析;二是对设备或结构加以激励,使得振动产生,对振动进行测量。本文针对振动信号分析技术在船舶主机故障诊断中的应用展开研究。     

船舶起重设备异步电机故障维修方法

传统的异步电机故障维修方法存在着维修效率低的缺陷,为此提出船舶起重设备异步电机故障维修方法。采用传感器、采集卡等设备对异步电机的振动信号和电流信号进行采集,通过时域特征方法在采集的信号中提取故障特征量,将其导入故障识别算法实现了异步电机故障的识别。以得到的故障识别数据为依据,建立异步电机故障维修模型,将故障数据导入模型中,实现异步电机故障的维修。通过实验得到,提出的异步电机故障维修方法的维修效率比传统方法高出23.9%,说明提出的异步电机故障维修方法具备极高的有效性。     

基于小波包振动谱图的柴油机在线故障诊断方法

柴油机是舰船的主要动力装置,针对传统故障诊断方法不能有效提取柴油机故障特征和实现在线诊断的缺点,提出一种基于小波包振动谱图像的柴油机在线故障诊断新方法.该方法首先用小波包对采集到的柴油机振动信号进行分析生成小波包振动谱图;然后利用双线性内插值方法对生成的振动谱图进行数据降维,对降维后的振动谱图进行灰度共生矩阵纹理特征参数提取;最后用分类器对特征参数进行识别,完成故障诊断。将该方法应用于柴油机气门间隙的故障诊断实例中,结果表明,基于小波包振动谱图像的柴油机在线故障诊断方法能快速高效的诊断出气门间隙故障,识别准确率高达99.17%,仅耗时0.24 s,为内燃机故障在线诊断探索了一条新途径。     

基于振动信号的船舶柴油机配气系统故障定位方法

针对船舶柴油机配气系统故障定位问题,提出一种基于振动信号的配气系统故障定位方法。分析配气系统故障发生的原因,并论证通过监测振动信号的变化来进行故障诊断是有效的。具体论述基于振动信号的故障定位方法,对振动信号进行时域特征分析。以柴油机的离线故障数据为例,对该方法的有效性进行验证,结果表明采用该方法能有效地对柴油机配气系统进行故障定位。     

船舶柴油机曲轴振动监测及不平衡量提取

结合船舶柴油机的实际情况,分析船舶柴油机曲轴机构不平衡振动监测的意义,并对曲轴机构不平衡振动的原因及危害进行探讨。构建船舶柴油机曲轴机构振动监测系统,并采用Labview语言开发信号采集、信号分析与监控应用程序。提出采用最小二乘法拟合曲轴前几阶振动分量的方法,并通过实验对论文所构建的系统及方法的可行性进行了验证。     

基于BP神经网络的船用柴油机振动状态监测

通过监测柴油机表面振动信号,用时间序列分析方法提取柴油机故障的振动特征参数,以此建立相应的神经网络,用于船用柴油机的状态监测,提高诊断的准确性。试验研究在中速四冲程增压柴油机上进行。文中以柴油机气阀间隙异常的诊断和柴油机负荷状态的识别为例阐述了该方法的实现过程,并给出了振动信号的特征参数与柴油机工作状态之间的关系。研究表明,利用神经网络监测柴油机运行状态的变化是可行的和有效的。     

基于虚拟仪器的船用柴油机监测系统

为开发基于虚拟仪器的船舶柴油机状态监测系统,利用传感器和数据采集模块获取柴油机敏感信号,借助LabVIEW软件平台,综合利用热力参数分析法和振动分析法,对采集的信号进行分析、处理,并将数据传输到现场触摸屏电脑和集控台工业控制计算机,得到柴油机监测系统的人机界面,可实时掌握柴油机运行状况,同时也可为柴油机故障诊断提供大量技术参数。     

基于模糊C均值聚类的柴油机故障诊断

通过对柴油机运行时的表面振动信号进行分析处理得到由一系列特征参数组成的特征向量,利用模糊C均值聚类方法对特征向量进行模式识别,结果表明该方法可通过特征向量准确地区分不同的柴油机故障模式,模糊C均值聚类方法在柴油机状态监测与故障诊断中有较好的适用性。     

柴油机曲轴运转的非线性振动与混沌

通过对柴油机曲柄(曲轴)连杆机构作运动和受力分析，将其受力简化为气体膨胀的瞬间作用力和柴油机运转的惯性力，且均假设为集中荷载。因此曲轴运转的力学模型也可简化为：气体作用力为转子周期性脉冲力；惯性力为转子-轴承系统的力。这两个力学模型都存在非线性振动，且在一定条件下产生混沌现象，这从理论上解释了柴油机曲轴的运转能产生非线性振动和混沌。同时本文还应用功率谱法来研究混沌性态。在实例分析中，我们通过对8NVD2U-48A柴油机主轴承对应的机体上布采样点，对表面振动信号进行采样且对采样进行功率谱分析，其结果说明上述结论在理论上是正确的。这一结论也为柴油机曲轴和主轴承的故障诊断提供了理论基础。     

船舶发电柴油机在线监测与故障诊断系统

介绍了一种基于瞬时转速监测原理的船舶发电柴油机在线监测与故障诊断系统的机构原理、特点和功能。系统利用瞬时转速信号和现有巡回监测与报警系统采集的热工参数，实现对发电柴油机的运行状态进行综合诊断和趋势分析；不仅可以提高船舶发电柴油机的监测和诊断技术水平，为设备的安全运行和管理提供了技术手段，同时针对改善维修决策和维护保养具有指导意义。     

二冲程电控柴油机的振动测试与分析

采用不同的振动传感器安装方式对一台船用二冲程电控柴油机的缸盖表面、高压油管侧面、高压油泵顶部、机身侧面和增压器端面的加速度振动信号进行了测试和分析,揭示了二冲程柴油机表面不同的振动特征,也解释了ME型电控柴油机缸内示功图的双峰现象,为船用二冲程电控柴油机的振动诊断研究和应用奠定了基础。     

基于多源信息融合的柴油机故障诊断方法

为提高柴油机这一复杂系统的故障诊断精度,在采集缸盖声发射信号、缸盖振动信号和机体声发射信号特征信息的基础上,利用3个BP神经网络进行局部诊断并获得证据体,对各证据体应用D S证据组合规则进行决策融合。针对D S证据理论在处理冲突证据时存在的局限性问题,提出一种多源加权融合的故障诊断方法。该方法利用各证据体对命题识别的正确率和证据体之间的距离对各证据体进行修正。故障模拟试验表明:提出的方法可提高柴油机的故障诊断精度,充分验证其应用在柴油机故障诊断中的可行性。     

基于独立分量分析与传递函数的气缸压力重构

根据缸盖振动传递特性建立传递函数模型,对振动信号预处理后采用独立分量分析的方法进行分离,结合传递函数法进行压力重构,试验表明,两种方法结合简单有效,采用独立分量分析方法对缸盖振动信号进行分离能更有效地提取出反映燃烧压力分量的部分,重构压力曲线与实测曲线拟合度较好。     

一种柴油机台架试验数据采集系统的设计

利用信息技术实现柴油机台架试验的自动测试和数据采集,使性能试验的精确度及工作效率大大提高。介绍一种船舶柴油机台架试验中的数据采集系统。经现场试验,证明该系统工作稳定可靠,满足实用要求。     

利用振动噪声信号诊断柴油机故障研究的现状与发展

简述了利用扭转振动、噪声、缸盖系统振动、机身及侧面振动等振动噪声信号监测柴油机状态和诊断柴油机故障的原理和方法,介绍了国内外这方面研究的现状;归纳了利用振动噪声信号诊断柴油机几种典型故障的研究发展方向,以及故障诊断中采用不同方法的优缺点;最后总结了近年来柴油机故障诊断的几种较新的发展趋势.