[發(fā)明專利]柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610068725.3
• 申請(qǐng)日: 2016-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105487530B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝小平;張冬松;余世林;任長(zhǎng)合;張邵麒;沈軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍鎮(zhèn)江船艇學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的信號(hào)采集系統(tǒng)、建模仿真系統(tǒng)和故障診斷系統(tǒng)；

所述信號(hào)采集系統(tǒng)用于采集柴油機(jī)上的信號(hào)，進(jìn)行處理，并將信號(hào)傳輸至監(jiān)控電腦進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；

所述建模仿真系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)采集系統(tǒng)采集的柴油機(jī)氣缸的真實(shí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，使用柴油機(jī)仿真軟件建立柴油機(jī)燃燒室模型，仿真柴油機(jī)正常的工作狀態(tài)；

所述故障診斷系統(tǒng)針對(duì)排溫低的故障現(xiàn)象的原因進(jìn)行機(jī)理分析，按照故障程度的不同，繪制性能參數(shù)在不同故障程度下的變化趨勢(shì)圖，從而建立標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫(kù)，并將建模仿真系統(tǒng)建立的柴油機(jī)的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析，繪制柴油機(jī)性能參數(shù)變化趨勢(shì)圖，并與故障數(shù)據(jù)庫(kù)中的變化趨勢(shì)圖進(jìn)行比對(duì)，從而判斷柴油機(jī)是否處于故障狀態(tài)；其還包括預(yù)報(bào)警模塊，根據(jù)繪制柴油機(jī)性能參數(shù)變化趨勢(shì)圖判斷故障對(duì)柴油機(jī)運(yùn)行效率的影響；如果故障的影響不大，則不進(jìn)行報(bào)警處理；如果故障的影響較大，則開(kāi)啟預(yù)警模式并給出維修建議，維修建議包括故障的位置、維修流程、拆裝步驟和所需工具。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)采集系統(tǒng)包括信號(hào)采集、信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理4個(gè)子系統(tǒng)；所述信號(hào)采集子系統(tǒng)包括傳感器，對(duì)柴油機(jī)原始信號(hào)進(jìn)行提取；信號(hào)調(diào)理子系統(tǒng)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)濾波、量程調(diào)整、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大處理；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將信號(hào)調(diào)理子系統(tǒng)輸出的電源信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值，供下一步數(shù)據(jù)處理使用；數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)采用分形差值的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)采集子系統(tǒng)中信號(hào)的采集頻率為每1秒采集一次。

4.一種權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一，信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)原始信號(hào)直接進(jìn)行提取，進(jìn)行處理，并將信號(hào)傳輸至監(jiān)控電腦進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；

步驟二，根據(jù)步驟一采集的信號(hào)和柴油機(jī)氣缸的真實(shí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，使用柴油機(jī)仿真軟件建立柴油機(jī)燃燒室模型，以柴油機(jī)出廠時(shí)的測(cè)量參數(shù)為依據(jù)將仿真結(jié)果與之對(duì)比分析，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以進(jìn)行模型修正，從而獲得一個(gè)準(zhǔn)確的仿真模型，使模型能夠真實(shí)的仿真柴油機(jī)的正常工作狀態(tài)；

步驟三，排溫低故障機(jī)理仿真，對(duì)可能造成排溫低這一故障現(xiàn)象的12種原因進(jìn)行機(jī)理分析，并在仿真模型中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置以達(dá)到故障狀態(tài)仿真的目的；根據(jù)不同的故障程度，合理的對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以仿真不同故障原因和不同故障程度下柴油機(jī)的工作情況；

步驟四，故障數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，將前期仿真結(jié)果保存在SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)故障原因?qū)⒎抡娼Y(jié)果進(jìn)行分類，按照故障程度的不同，繪制性能參數(shù)在不同故障程度下的變化趨勢(shì)圖，從而建立標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟五，排溫低故障預(yù)測(cè)模型的建立，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的柴油機(jī)性能參數(shù)進(jìn)行趨勢(shì)分析，繪制柴油機(jī)性能參數(shù)變化趨勢(shì)圖，采用圖像對(duì)比技術(shù)，將實(shí)際性能參數(shù)變化趨勢(shì)與故障狀態(tài)下性能參數(shù)變化趨勢(shì)圖進(jìn)行相似度比較，從而判斷柴油機(jī)是否處于故障狀態(tài)，如果處于故障狀態(tài)，判斷是何種類型故障和處于什么故障程度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟一中，信號(hào)采集系統(tǒng)包括信號(hào)采集、信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理4個(gè)子系統(tǒng)，信號(hào)采集子系統(tǒng)主要由傳感器組成，對(duì)柴油機(jī)原始信號(hào)直接進(jìn)行提取；信號(hào)調(diào)理子系統(tǒng)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)濾波、量程調(diào)整、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大處理；數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將信號(hào)調(diào)理子系統(tǒng)輸出的電源信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值，供下一步數(shù)據(jù)處理使用；數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)采用VC編程，選用分形差值的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述信號(hào)采集系統(tǒng)采用PHP腳本語(yǔ)言編寫(xiě)軟件，每隔1秒讀取SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中的柴油機(jī)相關(guān)參數(shù)并記錄在txt文檔中，對(duì)文檔中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，剔除數(shù)據(jù)中的畸點(diǎn)，并進(jìn)行平滑處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油機(jī)排溫低故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：還包括步驟六，根據(jù)預(yù)測(cè)模型的實(shí)時(shí)分析結(jié)果，判斷在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)故障對(duì)機(jī)器運(yùn)行的影響情況；如果故障的影響不大，則不進(jìn)行報(bào)警處理；如果故障的影響較大，則開(kāi)啟預(yù)警模式并給出維修建議，維修建議包括故障的位置、維修流程、拆裝步驟和所需工具。