[發明專利]一種艦船柴油發電機組健康管理系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202110277660.4
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113076625B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 程良獎;丁紅元;鄧鵬;孫春鵬;唐昉;秦子明;曾宏;蔡標華;舒鑫;俞健;謝江輝;趙俊濤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

本發明涉及柴油發電機組監控領域，提供一種艦船柴油發電機組健康管理系統及其工作方法，該系統包括監控存儲模塊、通用信號采集模塊、扭振監測模塊、離線振動監測模塊、離線油液監測模塊、健康狀態識別模塊、健康狀態預測模塊、總線。本發明利用常規性能分析、扭振分析、振動分析、油液分析，并基于專家經驗知識和歷史數據驅動，判斷柴油發電機組故障、識別潛在故障，給出運行與維護策略。本發明以適應艦船柴油發電機組工作環境特點為根本，以現有油液、振動、扭振、熱力參數、電力參數監測技術為基礎，綜合采用離線和在線技術，穩定的實現柴油發電機組監控功能。

技術領域

本發明涉及柴油發電機組監控領域，具體涉及一種艦船柴油發電機組健康管理系統及其工作方法。

背景技術

柴油發電機組作為常見動力設備，廣泛應用艦船、固定電站、牽引機車等領域，根據相關資料統計，動力裝置的維修費用約占整個艦船維修費用的1/3。當前的柴油發電機組維修主要以基于故障的事后維修和定期計劃維修為主，在基于狀態的維修方面（condition-based maintenance, CBM）研究和技術手段不足。以故障預測和健康管理（prognostic and health management, PHM）策略得到越來越多的重視和應用。為了便于艦船柴油發電機組狀態監測，指導運行和維護，節約運行成本，有必要完善現有的柴油發電機組監控系統，開發一種全新的艦船柴油發電機組健康管理系統。

中國專利號為201810448090.9，專利名稱為基于深度學習的柴油發電機組故障診斷與檢查裝置及方法，實現了振動檢測、模態檢測、噪聲檢測，頻率檢測、轉速檢測功能，包含深度學習模塊、自適應集成策略模塊、歷史故障數據庫、故障類別專家系統庫，基于深度信念網絡（DBN）、卷積神經網絡（CNN）、遞歸神經網絡（RNN）等模型進行深度學習，將深度學習算法模型按照設計的集成組合策略在一起做并行數據處理，通過自適應集成策略模塊為每一個體學習器進行振動信號數據集、噪聲信號數據集等進行學習。

中國專利號為2020010837056.8，專利名稱為基于遺傳算法的柴油機故障診斷中監測參數優化選取方法，提供了一種故障監測描述和連接因果關系的方法。首先采用故障特征矩陣描述故障與異常監測參數的因果關系，然后利用條件熵故障區分所必需的監測參數，計算屬性重要度，構造遺傳算法的適應度函數，設計選擇、交叉、變異三個算子，實現優化計算，得出優化傳感器布置方案。

中國專利號為201810904246.X，專利名稱為低速柴油機遠程狀態及故障診斷系統，提供了一種柴油機遠程狀態監測及故障診斷系統，包括了數據采集模塊、現場通訊模塊、本地客戶端、故障診斷中心、云平臺。

中國極地研究中心的黃嶸等在《“雪龍2號”科考破冰船柴油機健康管理與輔助決策系統》論文中介紹了一種柴油機健康管理與輔助決策系統。該系統由柴油機振動監測系統、離線柴油機缸內燃燒性能分析模塊、滑油監測模塊、健康管理及輔助決策模塊等組成。實現了基于柴油機在線振動特征、在線潤滑油品質監測、離線缸內燃燒性能的故障推理和輔助決策。

海軍工程大學周志才等在《故障預測與健康管理系統在艦用柴油機中的應用》論文中介紹了一種艦用柴油機故障預測與健康管理系統的體系構架，有平臺級PHM、系統/部件級PHM、模塊/單元層級PHM組成，其中模塊/單元級PHM包括熱工參數傳感器、振動傳感器、油液參數傳感器、內置測試接口狀態參數等。

中國艦船研究院唐磊等在《艦船發動機健康管理開放式系統構架》論文中介紹了一種通用的監控管理功能構架，主要包括信號采集（傳感器）、信號處理（預處理、特征提?。?、狀態檢測（閾值比較、模糊邏輯），健康評估（部件特征提取、異常診斷推理）、預測（局域特征的預測、基于模型的預測）、決策推理、人機接口等。

江蘇科技大學崔佳在《基于模糊神經網絡的柴油機故障系統研究》論文中介紹了一種柴油動機振動信號采集處理系統，以經驗模態分解（EMD）和時間序列模型（AR）對原始振動特征信號（以連桿軸承為例）進行特征提取；基于集成模糊神經網絡（FNN）的柴油機故障診斷研究，并開展預警研究。