多特性参数相结合的柴油机故障振动信号特征提取与诊断.pdf

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1、汽车工程2014年(第36卷)第4期AutomotiveEngineering2014082多特性参数相结合的柴油机故障振动信号特征提取与诊断术李敏通，杨青，宋蒙，杨福增(西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌712100)[摘要]本文基于缸盖振动信号的非平稳的特点，将经验模式分解和AR模型参数相结合，并兼顾了信号频谱的特点，提出了综合选取AR模型参数、信号频带能量和信号的质心频率与质心幅值等作为柴油机故障振动信号特征参量的方法；采用该方法对实测的S195柴油机的5种工况下缸盖振动信号样本提取了故障特征向量，基

2、于支持向量机对柴油机故障进行诊断，故障诊断的正确率达到83％以上，验证了该方法的可行性。关键词：柴油机；特征提取；故障诊断；经验模式分解；支持向量机VibrationSignalFeatureExtractionandDiagnosisofDieselEngineFaultswiththeGorebinationofMulti．CharacteristicParametersLiMintong，YangQing，SongMeng&YangFuzengCollegeofMechanicalandElectronic

3、Engineering，NorthwestA＆FUniversity，Yangling712100[Abstract]Basedonthenon—stationarycharacteristicsofthecylinderheadvibrationsignals，combiningem．pirica!modedecompositionwithautoregressive(AR)modelparameters，andconsideringalsothefeatureofsignalspectrum，amethodi

4、sproposedinthispaperthatcomprehensivelyselectstheARmodelparameters，signalfrequen-cybandenergyandthefrequencyandamplitudeofsignalgravitycenter，etc．asthecharacteristicparametersoffaultvibrationsignalsindieselengines．Withthemethod，thefaulteigenvectorsareextracte

5、dfromthecylinderheadvibrationsignalsamplesmeasuredinS195dieselengineatfiveworkingconditions．Thefaultsofdieselenginearediagnosedbasedonsuppo~vectormachinetechniquewithanaccuracyofover83％，verifyingthefeasibilityofthemethodproposed．Keywords：dieselengine；featuree

6、xtraction；faultdiagnosis；empiricalmodedecomposition；supportvectormachine、的方法J。从缸盖振动信号中恰当提取反映柴油日IJ百机故障的特征参数是柴油机故障诊断的关键j。本文中结合缸盖振动信号的非平稳性的特点，将经柴油机作为一种高效的动力机械，其性能检测验模式分解和AR参数模型相结合，还兼顾了信号和故障诊断研究得到了普遍重视。故障诊断一般包频谱的特点，探讨了提取柴油机故障振动信号特征括特征信号的选择、故障特征的提取和故障类型的参量的方法；并用所提

7、取的特征参数，基于支持向量识别3个环节，每一环节都直接影响诊断结果的可机对柴油机故障进行诊断，验证了方法的可行性。靠性。柴油机缸盖振动信号中包含丰富的柴油机工作状态信息，如燃爆、气门开启和关闭等信息，因此，1EMD原理利用柴油机缸盖振动信号诊断柴油机故障是最常用国家十二五科技支撑计划项目(2011BAD20B10—3)资助。原稿收到日期为2012年5月31Et。李敏通，等：多特性参数相结合的柴油机故障振动信号特征提取与诊断·439·经验模式分解(empiricalmodedecomposition，以获取柴油机在

8、不同状态下的缸盖振动加速度信EMD)是一种自适应信号分析方法，它基于信号的局号；用光电式传感器检测上止点位置作为触发信号，部特征时间尺度，把信号分解成有限阶内禀模态函控制采集开始时间；转速传感器用于测量柴油机工数(intrinsicmodefunction，IMF)之和，非常适合非作转速。采集系统采用DH一5920型动态信号测试线性非平稳信号的处理，且得到的每阶IMF都可