基于数据挖掘的船舶主机故障远程诊断系统设计

如果船舶的主发动机不能正常的工作,船舶的安全航行就难以保证。传统的故障诊断系统主要依靠船员的经验来分析每台设备的参数并推断出故障的类型。该方法精度低,成本高,无实时性。为解决这一问题,基于数据挖掘技术设计了一种新型船用柴油机故障诊断优化系统。本文将数据挖掘技术应用故障诊断,利用算法上的高效,包括VSM算法和关联规则,建立远程船舶主机故障诊断系统,对主机的运营进行实时动态的仿真。对发动机各子系统运行状态的实时监控可以与整个船用柴油机的故障特征相结合。     

船用齿轮箱状态监测与故障诊断系统探讨

船用齿轮箱是船只柴油机及螺旋桨重要连接件,其状态直接决定船只能否稳定运行。若船用齿轮箱出现故障,不仅会增加油耗,还会导致相关设备出现严重磨损。故需对船用齿轮箱落实状态监测及故障诊断,以下就对一种船用齿轮箱的状态监测与故障诊断系统硬件及软件设计分析,以软件设计为重点,为强化船用齿轮箱系统管理奠定基础。     

不确定条件下船用核动力系统状态评估问题研究

鉴于船用核动力系统特殊的运行环境以及运行要求,其安全运行概念已经超出了核安全设计的框架,要加强其运行状态的安全评估。而核动力系统运行工况多变,运行状态存在多种设备的组合,以及各类设备健康状态的不确定性。本文概要介绍了当前核动力系统运行状态评估的背景,需求以及引发的下游问题,基于已经具有核动力系统的可靠性信息,运行信息,故障诊断的方法以及FMEA表,大量调研国内外技术发展以及剖析核动力系统技术发展现状与需求的基础上,提出了结合贝叶斯网络评估装置运行不确定性问题的解决方案,分析核动力系统设计、运行的安全评估方法,弥补当前系统健康管理中缺失的一环。     

大型船用推进电机振动监测技术研究

船用推进电机是船舶上重要的动力设备,对其开展状态监测和诊断对保障其安全运行具有重要的作用。在对某大型船用推进电机结构和运行特点分析的基础上,依据振动测试理论,对电机进行实时振动监测。根据测试数据对电机运行状态进行了分析,并根据分析结论提出具体使用维修建议,保证了电机的可靠运行。     

船舶动力设备状态监测与故障诊断技术分析

船舶航运作为当今社会重要运输途径之一,在促进沿海地区经济发展中起到了积极作用,近年来,虽然船舶航运业发展迅速,但船舶重要设备的维护维修问题一直难以被有效解决,船舶动力设备作为船舶航运的动力源泉,一旦发生故障,将可能导致船舶瘫痪,造成巨大经济损失,采用何种技术才能有效监测船舶动力设备运行状态、实时发现诊断故障隐患逐渐成为船舶航运业的重点关注问题。本文以柴油机为例,分析振动法监测技术在船舶动力设备状态监测与故障诊断中的应用价值。     

基于PLC技术的船用电气自动化设备控制研究

电气自动化设备控制关系着船舶运行效率、安全以及稳定性。为此,进行基于PLC技术的船用电气自动化设备控制研究。该方法先是对PLC技术进行简要分析和介绍,后对PLC技术实现船用电气自动化设备控制过程进行研究,包括PLC控制程序设计与开发、PLC控制电气自动化设备运行过程分析。最后进行可靠性测试,结果表明:所提方法应用下,船用电气自动化设备控制可靠性达到设计要求,有利于提高船舶电气自动化设备运行精确度和效率,保证船舶设备安全和稳定运行。     

基于PCA-BP神经网络的船舶动力设备运行状态评价模型

船舶动力设备是船舶的核心设备,在船舶正常航行任务中担任着"心脏"的位置,由于船舶动力设备的工作参数维度较多、数据相关性较大、处理复杂等问题,使得对其直接进行状态评价较为困难。文章提出一种基于PCA-BP神经网络的船舶动力设备运行状态评价模型,模型采用主成分分析的方法去除船舶动力设备运行数据的数据相关性,实现数据降维,然后在确定船舶动力设备的状态评价标准的基础上,建立船舶动力设备的运行状态评价模型,并以"某轮"燃烧系统作为案例,对模型的准确性进行验证分析。模型验证结果表明,所建船舶动力设备运行状态评价模型具有一定的准确性、有效性和普适性,可以很好地应用于船舶动力设备运行状态的评价分析。     

深度神经网络在船用齿轮箱故障诊断中的应用

船用齿轮箱故障诊断系统,通常采用的是基于模型的故障诊断方法,需要依赖专家对采集到的振动信号进行分析和判断,且设备的运行状态会随着时间的推移发生变化。传统的故障诊断方法受专家知识和经验的影响较大,难以获得全局最优解,导致其准确率较低。针对该问题,本文基于深度神经网络（DNN）的故障诊断方法,通过大量实验研究,确定了DNN模型中最佳参数和超参数。实验结果表明,在船用齿轮箱故障诊断领域,DNN模型不仅能够有效地对齿轮箱进行故障诊断,而且具有较高的准确率和较快的收敛速度。     

晃荡对上升气泡运动状态影响分析

船用动力设备中气泡的运动会改变设备的换热特性,在设备晃荡条件下,气泡的运动规律变得更加复杂,严重时会影响系统的安全运行,因此需要对晃荡条件下的气泡运动行为进行分析。依托晃荡实验台架,采用高速摄影仪对静止和晃荡2种工况下的气泡运动状态进行采集,对实验数据进行分析处理,得到气泡上升轨迹和速度等参数。由对比实验分析得到晃荡工况下气泡运动的若干特性。晃荡条件下气泡运动特性可为船用动力装置存在气泡的设备的换热特性研究提供基础。     

基于SOC估算的船用锂电池组健康管理研究

船用锂电池是新能源船舶的重要设备,如何精确的估计锂电池的荷电状态以及根据船舶运行工况进行对锂电池组的健康管理是保障船舶安全经济运营的关键。通过Vmin无迹卡尔曼滤波法对船用锂电池组的荷电状态(SOC)估计,仿真验证了Vmin无迹卡尔曼滤波法在估算电池组SOC时有较高精度;同时,结合船舶运行工况研发锂电池组健康管理策略,对船用锂电池组的SOC,单体电压,电流,光伏发电功率多参数综合分析,把电池状态分为健康,亚健康,不健康三种状态。实船运行表明,该电池组健康管理能保障锂电池组工作在安全范围内,有效促进船舶的安全运行。     

舰船动力系统运行安全管理技术体系

为提高海军舰船装备可靠性与安全性,从装备需求出发,结合国内外相关技术的现状,对舰船动力系统运行安全管理技术进行了分析研究,给出了舰船动力系统运行安全管理系统的结构,并对相关技术进行分解,构建了舰船动力系统运行安全管理技术体系。     

海洋核动力平台正常电源故障工况的供电策略

海洋核动力平台是中国正在大力发展的海洋核能装备,本文分析了海洋核动力平台正常电源故障工况的冗余性设计和应急供电的二重性问题,给出了对应的供电策略,能够保障核安全和船舶平台与人员安全。     

Fault diagnosis of marine diesel engine intake and exhaust system based on dynamic feature fusion北大核心CSCD

[目的]船舶系统由多设备的复杂机构组成,各组件参数具有动态性和非线性的特点,所以故障诊断过程复杂。为提高诊断效率,提出一种动态特征融合方法。[方法]利用分形理论、动态理论及核主元分析(KPCA)法对系统状态数据进行重构、映射及筛选,得到主元特征数据矩阵,求得平方预测误差(SPE)及相应的控制限,构建出基于船舶柴油机进排气系统健康数据的离线监测模型,利用该模型对系统进行故障诊断分析。为验证模型的有效性,选取某船舶柴油机进排气系统的故障数据进行验证分析。[结果]结果表明,动态特征融合分析方法可有效实现对系统动态非线性状态数据的精确分析,实现对系统故障的高效分析和诊断。与KPCA及支持向量机(SVM)方法相比,所提方法具有更好的故障诊断性能。[结论]该方法可实现船舶柴油机进排气系统故障的检测和诊断,提升系统运行的可靠性和安全性。     

船用三轴燃气轮机气路故障建模与聚类诊断技术

船用燃气轮机运行在高速、高湿和高盐的工作环境中时,其气路部件在运行过程中发生故障的可能性增大,开展典型气路故障诊断技术研究有助于提升船用燃气轮机运行的可靠性和安全性。通过分析船用燃气轮机积垢、压气机叶顶间隙增大、叶片磨损、机械损伤、涡轮热腐蚀和燃烧室故障等典型气路故障的机理,给出9种典型气路故障时性能参数相对变化的经验判据。采用小偏差建模方法,建立船用三轴燃气轮机气路故障仿真模型,基于经验判据对0.8工况下船用三轴燃气轮机典型气路故障进行模拟,仿真得到9种典型故障下测量参数的相对变化。提出基于聚类分析的船用燃气轮机气路故障诊断方法,并以9种典型气路故障仿真结果为例,验证了该诊断方法的可行性。     

综合安全评价在船舶动力装置中的应用

综合安全评价（FSA）是一种在工程技术与工程运行管理中用于制定合理可行的规则和提供风险控制的综合性、结构化和系统性的分析方法，将FSA引入到船舶动力装置的安全评价中，是对船舶安全评价的一次尝试，按照综合安全评价的五个步骤对影响船舶动力装置安全的因素进行了分析评价。具体应用时，使用故障树分析法以拉缸故障为实例做了定性和定量分析，根据评价结果提出了相应的安全管理措施，为船舶轮机人员及管理人员提供参考。     

电力推进船舶电网集中监控系统研究与开发

为了提高船舶电力系统运行可靠性和故障检测能力,通过分析电力系统功能和任务,提出了以集中监控装置为控制层,以现场控制装置为服务层,以信息采集设备和电力系统设备为数据层的三层分布式架构,研究并开发了船舶电网集中监控系统。本文详述了该电网集中监控系统组成、功能和软硬件设计方案。实船试验表明,该电网集中监控系统实现了船舶电力系统集中监测、控制、保护和管理,保障了电力系统的安全、稳定、连续、经济运行。     

基于LabVIEW的船舶柴油机不同工况下的机身振动信号分析

机身振动信号对船舶柴油机故障的识别具有重要作用,可为故障的分析提供重要的参数,因此编写了基于LabVIEW的柴油机振动信号的采集与分析系统,应用搭建的平台在正常工况和几种典型的故障模式下进行振动信号的采集与分析试验。从采集到的状态信号中提取与设备故障密切相关的机身振动信号进行时域、频域和幅值域的分析,同时通过各特征参数的分析对柴油机进行简单有效的故障诊断与识别,并根据计算得出的特征值的变化趋势来分析确定信号中故障的发生与发展,及时对故障作出分析诊断。这对保证船舶安全航行以及对设备实行预知维护都具有十分重要的意义。     

光纤测温预警系统在船舶上应用的优点

光纤测温预警系统具有防燃、防爆、抗腐蚀、耐高压、抗电磁辐射、测量范围广、定位精度高、信号串扰小、保密性能好、使用方便等优点,与传统的船舶火灾探测系统相比,可在火灾发生前对设备过热提前预警,发生火灾时可联动分区断电停止设备运行,将事故消灭在萌芽中,做到防患于未然;可用于船舶电气设备过热故障的实时在线监测,对设备的安全运行起重要作用。