基于多源信息融合技术的船舶电力推进系统故障诊断研究

摘要

船舶使用电力推进系统已有近百年的历史。随着上个世纪80年代,电子技术领域特别是供电系统和微电子及信息技术的突飞猛进地发展,使船舶电力推进系统的应用领域越来越广阔,其中吊舱式电力推进器因其机动性高、操纵性好、振动和噪声小等优点显示出广泛的应用前景。本文以电力推进系统作为对象,对基于多源信息融合技术的故障诊断方法开展相关研究工作。
　　 电力推进系统可靠性关系着船舶安全生产及运营,及时准确地发现故障并进行有效地修理及维护是进行故障诊断研究的源动力和主要内容。故障诊断通常根据专家经验建立故障数据库,通过检测系统运行状态并结合专家库经验规则推论出可能的故障原因或者故障预期,由此导致运行数据的可信度及完整性对于形成正确的结论具有重要影响。鉴于船舶电力推进系统的工作环境的复杂性,难以通过单一参数或传感器完整描述全部运行状态。同单一信息源相比,多源信息融合能够得到更完整、更可靠、更准确的结论。同时运用多源信息融合技术能够有效地排除单一信息源不确定性的干扰,提高形成结论的科学性。
　　 D-S(Dempster-Shafer)证据理论是较早应用于故障诊断中的信息处理方法,它是经典概率理论的扩充,是一种非精确推理的算法,适合用于对大量不确定性信息进行处理及分析。其核心思想是通过一系列事件发生的证据来推测判断事件发生的原因。D-S证据理论以基本的统计方法为理论基础,能处理由随机性和模糊性所导致的不确定性,可以依靠证据的积累,不断地缩小假设的范围,通过证据的积累来做出判决结果。在对数据处理过程中,可以不需要先验的条件概率。
　　 本文首先广泛研究了多源信息融合的基础方法,并根据船舶电力推进系统中故障比较集中的吊舱式推进器的故障类型和故障特征,选择采用D-S证据理论方法研究其故障诊断的基本方法和技术可行性。试图找出一种运用多源信息融合技术的船舶电力推进系统故障诊断方法。论文所做的工作将对采用多源信息融合技术进行船舶电力推进系统故障诊断及预测的研究奠定基础。