基于证据理论方法的内燃机活塞-缸套-活塞环组件工作状态识别的研究

摘要

活塞-缸套-活塞环组件是内燃机的重要部分,它起到密封燃气和传递气体压力的作用.尽管该组件在内燃机中故障率不是最高的,然而一旦它出现故障或者状态严重恶化,轻则造成整机性能严重变差,重则整机报废,使用者将付出沉重的代价.因此,对内燃机活塞-缸套-活塞环组件进行状态监测,对于保持内燃机良好的工作状态具有重要意义.基于以上考虑,该文进行了内燃机活塞-缸套-活塞环组件工作状态识别的研究.在分析了活塞-缸套-活塞环组件监测信号的基础上,进行了该组件工作状态的信号检测实验,获得了三种不同工作状态下的曲轴箱压力和机身振动加速度两个信号,并提取了各自的特征值.应用模糊统计方法得到了两个信号的模糊隶属度分布曲线(曲面)后,采用梯形函数对分布曲线(曲面)进行了理想化,获得了两个信号的模糊隶属度函数模型.最后,采用基于模糊隶属度的方法计算了两个信号的基本概率分配值,并应用D-S组合规则对两个信号的基本概率分配值进行组合,根据组合后的结果识别了组件的工作状态.研究取得了下列结论:①曲轴箱压力信号和机身振动加速度信号在活塞-缸套-活塞环组件的工作状态识别中具有良好的互补性和完备性;②曲轴箱压力信号基本能够反映活塞-缸套-活塞环组件因密封恶化导致的工作状态变化;③应用证据理论融合曲轴箱压力信号和机身振动加速度信号,识别活塞-缸套-活塞环组件的工作状态,这种方法是可行的、有效的.结果表明,证据理论能够胜任内燃机活塞-缸套-活塞环组件的工作状态识别.

目录

文摘

英文文摘

第一章内燃机状态监测与故障诊断技术概况

1.1内燃机故障机理分析方法

1.2内燃机状态监测与故障诊断的常用检测信号(参数)

1.2.1振动信号

1.2.2瞬时转速波动信号

1.2.3油液监测参数

1.2.4压力信号

1.2.5温度信号

1.3内燃机状态监测与故障诊断的常用特征提取方法

1.3.1幅值域分析方法

1.3.2频域分析方法

1.3.3小波分析方法

1.3.4分形理论方法

1.4内燃机状态监测与故障诊断的现代信息融合识别方法

1.4.1内燃机状态监测与故障诊断的难点及信息融合方法的特点

1.4.2证据理论方法

1.4.3神经网络方法

1.4.4模糊数学方法

1.4.5灰色系统理论方法

1.4.6被融合信息的冗余性、互补性和完备性分析

1.5研究课题的提出、意义及研究基金

第二章活塞-缸套-活塞环组件及其故障机理分析

2.1活塞-缸套-活塞环组件及其监测信号

2.1.1活塞-缸套-活塞环组件及其工作状态影响因素

2.1.2活塞-缸套-活塞环组件的监测信号

2.1.3两个信号的冗余性、互补性和完备性分析

2.2活塞-缸套-活塞环组件工作状态变化对曲轴箱压力的影响

2.2.1活塞-缸套-活塞环组件的漏气分析

2.2.2曲轴箱压力信号的计算机仿真

2.2.3活塞-缸套-活塞环组件工作状态变化对曲轴箱压力的影响

2.3活塞-缸套-活塞环组件工作状态变化对机身振动的影响

第三章活塞-缸套-活塞环组件信号检测及信号特征提取

3.1活塞-缸套-活塞环组件的信号检测系统

3.1.1检测系统的总体结构

3.1.2仪器的结构及原理

3.1.3压力测试系统的静态标定

3.2活塞-缸套-活塞环组件工作状态的信号检测

3.2.1实验规划

3.2.2活塞-缸套-活塞环组件工作状态的信号检测结果

3.3曲轴箱压力信号的时域特征提取

3.3.1曲轴箱压力信号滤波

3.3.2曲轴箱压力信号时域特征提取

3.4机身振动加速度信号的特征提取

3.4.1时域特征提取

3.4.2频域特征提取

第四章基于证据理论方法的活塞-缸套-活塞环组件工作状态识别

4.1证据理论方法基本原理

4.1.1识别框架和基本概率分配

4.1.2信任函数

4.1.3似然函数

4.1.4 D-S组合规则

4.1.5决策规则

4.1.6证据理论的优缺点

4.2基于模糊隶属度的基本概率分配值计算

4.2.1模糊隶属度的基本概念

4.2.2隶属度函数确定的常用方法

4.2.3基于模糊隶属度的基本概率分配值计算

4.3基于证据理论的信号特征融合识别

4.3.1模糊隶属度函数模型的确定

4.3.2基本概率分配值的计算

4.3.3两个信号的基本概率分配合成

4.3.4各判决闽值的确定和识别结果

第五章结论

致谢

参考文献

附录(攻读学位期间发表论文目录)