发明名称 基于群体智能的柴油机故障诊断方法
摘要 本发明的目的在于提供基于群体智能的柴油机故障诊断方法,包括以下步骤:检测柴油机气缸运行信息包括气缸进排气温度、进排气压力、主轴瞬时转速;将温度、压力信息进行数/模转换、滤波,根据柴油机上止点信号和气缸发火次序,分解主轴瞬时转速数据,获得各气缸在发火做功时对应的瞬时转速信息;将处理后的信息分两路送出,第一路信息利用群体智能聚类算法将气缸进排气温度、进排气压力、瞬时转速作为聚类对象进行聚类,找出状态异常气缸;将第二路信息和上述结果通过基于贝叶斯网络技术融合运行参数信息,诊断柴油机的故障原因和部位。本发明可实现柴油机近乎“零故障”的高质量运行,从而提高船舶航行的安全性和经济性。
申请公布号 CN102680242B 申请公布日期 2014.09.17
申请号 CN201210183881.6 申请日期 2012.06.06
申请人 哈尔滨工程大学 发明人 王忠巍;袁志国;马修真;于涛;孙国威
分类号 G01M15/05(2006.01)I 主分类号 G01M15/05(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 基于群体智能的柴油机故障诊断方法,其特征是:(1)检测柴油机气缸运行信息包括气缸进排气温度、进排气压力、主轴瞬时转速;(2)将温度、压力信息进行数/模转换、滤波,根据柴油机上止点信号和气缸发火次序,分解主轴瞬时转速数据,获得各气缸在发火做功时对应的瞬时转速信息;(3)将步骤(2)处理后的信息分两路送出,第一路信息利用群体智能聚类算法将气缸进排气温度、进排气压力、各气缸在发火做功时对应的瞬时转速信息作为聚类对象进行聚类,找出状态异常气缸;(4)将第二路信息和步骤(3)结果通过基于贝叶斯网络技术融合运行参数信息,诊断柴油机的故障原因和部位;所述的找出状态异常气缸的方法为:令数据集D表示数据的集合,聚类算法在D上执行后,其结果表示为:C={C<sub>1</sub>,C<sub>2</sub>,…,C<sub>k</sub>},其中<img file="FDA0000505799780000011.GIF" wi="892" he="164" />k为聚类后簇的数量;定义“大”簇和“小”簇:C={C<sub>1</sub>,C<sub>2</sub>,…,C<sub>k</sub>}是簇的集合,并且满足|C<sub>1</sub>|≥|C<sub>2</sub>|≥…≥|C<sub>k</sub>|,给定两个参数α和β,在满足下面的任一条件时,定义b是“大”簇和“小”簇的边界;(|C<sub>1</sub>|+|C<sub>2</sub>|+…+|C<sub>b</sub>|)≥|D|·α|C<sub>b</sub>|/|C<sub>b+1</sub>|≥β则“大”簇的集合定义为:LC={C<sub>i</sub>|i≤b},“小”簇的集合定义为:SC={C<sub>j</sub>|j&gt;b};对任意的数据集中的元组t,t的基于聚类的局部离群因子L为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>L</mi><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mi>min</mi><mrow><mo>(</mo><mi>dis</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mo>|</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>|</mo></mtd><mtd><mi>wheret</mi><mo>&Element;</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>&Element;</mo><mi>SC</mi><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>j</mi></msub><mo>&Element;</mo><mi>LC</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>dis</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mo>|</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>|</mo></mtd><mtd><mi>wheret</mi><mo>&Element;</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>&Element;</mo><mi>LC</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000505799780000021.GIF" wi="1185" he="178" /></maths>dis(t,C<sub>i</sub>)表示元组t到簇C<sub>i</sub>的距离;根据局部离群因子挖掘局部离群点,即可挖掘出状态异常气缸。
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