机车发动机与传动机构异常状态的智能识别方法及装置

摘要

本发明涉及一种机车发动机与传动机构异常状态的智能识别方法与装置，该方法包括系统学和在线识别两部分；该装置包括：多个拾音器、信号放大器、信号处理器和语音提示器，所述的拾音器设置在发动机外壳或机车底盘上，该拾音器的输出接口与信号放大器的输入接口连接，所述的信号放大器的输出接口与信号处理器的输入接口连接，所述的信号处理器的输出接口与语音提示器的输入接口连接。与现有技术相比，本发明具有无需依赖被测对象的精确数学描述模型，而且检测技术也极其简单，就能够对任意一种动力装置的故障及其发生点实施在线实时识别等优点。

主权项

一种机车发动机与传动机构异常状态的智能识别方法，其特征在于，该方法包括系统学习与在线识别两个步骤：1)系统学习，利用机车发动机与传动机构异常状态的智能识别装置对机车发动机与传动机构在正常工作状态下的音响信号进行采样学习，建立机车发动机与传动机构正常音响情况下的特征空间，对机车发动机与传动机构音响信号进行采样、特征转换、建立特征空间的过程；2)在线识别，在线采集机车发动机与传动机构音响信号，通过对采集信号的特征提取与识别，实时作出是否需要向机车驾驶员提供警示信息的决策；步骤2)所述在线识别，包括分步骤如下：(1)在线实时采集动力或传动机构结构音响信号由拾音器在线实时采集发动机或传动机构所发生的音响信号，再通过信号放大器进行电压放大后送入信号处理器；(2)模数转换在信号处理器中，将音响模拟信号转换为数字信号，交由信号处理模块；(3)对音响数字信号进行傅里叶变换对应发动机的实时音响数字信号x(t)通过进行傅里叶变换，由此能够获取发动机在不同工况下的幅频特性和相频特性；对应传动机构的实时音响数字信号y(t)通过进行傅里叶变换，由此能够获取传动机构在不同工况下的幅频特性和相频特性；(4)对测试样本进行类别判定利用分类决策函数：如果w₀·x+b₀≥1，就表示当前发动机工况测试样本属于第一类，即发动机处于正常运行状态；反之，当前发动机工况测试样本属于第二类，即发现发动机有异常声响；如果w₀·y+b₀≥1，就表示当前传动机构工况测试样本属于第一类，即传动机构处于正常运行状态；反之，当前传动机构工况测试样本属于第二类，即发现传动机构有异常声响；(5)决策输出根据对测试样本进行类别判定的结果，由信号处理器输出控制指令；当识别结果认定发动机或传动机构有异常声响时，装置系统会自动通过语音提示器向驾驶员提示；其中ω为角频率；w₀和b₀分别表示最优权值向量和最优偏置值；x、y分别为发动机和传动机构测试样本向量。