船舶柴油机故障诊断系统的开发与研究

摘要

柴油机作为舰船主要动力装置运行在严酷的环境条件下，其运行状态不仅直接影响着舰船部队的战斗力，还关系着舰船部队的人身安全、任务的顺利完成与巨大的经济效益。因此，对柴油机进行有效地状态监测与故障诊断技术的研究具有十分重要的意义。
　　本文以16VPA6V-STC柴油机为研究对象，根据故障诊断专家系统设计的理念，结合数据库SQL Server2008软件和界面编程工具VB2008的应用，开发实用型柴油机故障诊断专家系统，实现对柴油机的实时状态监测和趋势的预报。
　　主要进行的工作如下：
　　1)通过分析16VPA6柴油机主要发生的故障形式，根据对用户的需求分析，提出故障诊断专家系统各功能模块和界面的设计方案。
　　2)对专家系统知识库、推理机和解释机进行研究，确定知识的获取途径、表示方式、推理解释方法，建立专家系统的知识库，包括监测参数记录库、事实库、规则库、对策库等，并在SQL Server数据库中建立相应的数据表，同时也建立相应的推理解释机制。
　　3)根据热力参数故障诊断技术，比较采集的柴油机性能参数及其阈值，建立柴油机燃油系统、滑油系统、冷却系统、增压系统等系统的实时监测报警模块，分析主要性能参数与故障形式之间的对应关系，根据相应的故障诊断推理规则，建立基于热力参数的故障诊断模块。
　　4)对于传感器采集的缸盖振动信号，综合运用振动信号分析技术的理论，经过LABVIEW的前处理，提取波形图、频谱图、倒频谱图和功率谱中的特征参数，建立基于振动信号分析的故障诊断模块，通过分析发现基于缸盖振动信号的诊断能有效地诊断缸套磨损和气阀漏气等故障。
　　5)为了更好地预报柴油机运行状态趋势，本文提出了柴油机的健康度的概念，利用层次分析法原理建立柴油机健康评估体系，确定影响柴油机健康状态的各评估内容及其权重系数，加权分析计算获得柴油机系统的健康度，并以时间为横坐标，绘制健康趋势图。

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第一章 绪论

1 .1 研究背景与意义

1 .2 柴油机故障诊断技术的研究现状

1 .3 柴油机故障诊断技术的发展趋势

1 .4 本文主要研究内容及章节安排

第二章 故障诊断专家系统的构建

2 .1 专家系统

2 .2 专家系统的基本组成

2 .3 专家系统的构建

2 .4 本章小结

第三章 柴油机故障诊断系统的软件实现

3.1 PA6柴油机简介

3.2 PA6柴油机故障诊断系统的总体设计

3 .3 数据库设计

3 .4 人机界面设计

3 .5 本章小结

第四章 基于热力参数的故障诊断

4.1 PA6柴油机主要故障形式

4.2 PA6柴油机的主要热力参数

4 .3 基于热力参数的故障诊断

4 .4 本章小结

第五章 基于振动信号的故障诊断

5 .1 柴油机的振动激励源

5 .2 振动信号分析的理论基础

5 .3 基于振动信号的柴油机故障诊断

5 .4 本章小结

第六章 基于层次分析法的健康状态评估

6 .1 层次分析法的概念

6 .2 柴油机健康评估体系的建立

6 .3 柴油机健康评估过程

6 .4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢