一种柴油机喷油泵故障的检测方法

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况 下 的 特 征 值 提 取 出 来 ,再 将 特 征 值 的 连 续 数 值 离 散 化 ,然后应用粗糙集的相关理论对特征值进行属性约 简 ,最后对经属性约简后的特征值进行核i 元 分 析 ,并 判断柴油机喷油泵是否发生故障。 1 实验前准备阶段 1.1 测点与工况的选取
实验选取喷油泵缸盖做为测点,并 选 取 4 种1 况
初始集合如表1 所示。
2..
柴 班
0. 0. 0.
_ 0.

" 2 4 6 8 10 12 14 16 子 频 带 宽 /kHz
图 3 测 点 故 障 2 小波包
" 2 4 6 8 10 12 14 16 子 频 带 宽 /kHz
图 4 测 点 故 障 3 小波包
在 应 用 振 动 信 号 检 测 故 障 是 否 发 生 的 过 程 中 ,小 波包能量谱法能将产生振动信号的频带分解为若f 个 宁频 带 ,并能够提取到这若干个子频带中的振动I t 号 的 特 征 值 。实 验 中 ,应 用 小 波 包 能 量 谱 特 征 值 提 取 法 将测点产生振动信号的频带分解为1 6 个子频带,并得 到 这 1 6 个 子 频 带 中 的 振 动 信 号 的 特 征 值 ,分别记作
有用的特征值为S b S h S s 、、 。
2 表 离 散 化 后 的 部 分 属 性 决 策 表
16个特征值离散化后的属性
工况类型
ts
1
0
0
3
^15 ^16
3
2
2
1
0
0
3
3
3
1
1
0
2
1
4
3
2
0
2
2
2. 3 基于核主元分析法的故障检测
核主元分析法对故障情况的检测是通过两个统计 量来判断的,即 S P E 和 T 2。S P E 统 计 量 也 称 为 Q 统
进行分析,即s正常工况、喷油泵漏油(故 障 1 )、喷油泵 断油(故 障 2)、喷油泵空气滤清器堵塞(故障3)。 1.2 采样频率与转速的设置
实 验 平 台 技 术 资 料 表 明 :柴 油 机 振 动 信 号 的 分 析 频率应 小 于 20 k H z 。采样定理规定:采样频率应大于 分 析 频 率 的 2 倍 。 因 此 ,实 验 采 样 频 率 设 置 为 40 k H z ,选取的柴油机转速为2 200 r /m in。 2 实验步骤及结果分析 2.1 原 始 数 据 (特 征 值 )的构建
3 0. 196 1 0 .247 6 0 .198 9
0. 275 2 0.284 3
4
0. 234 2 0 .275 3 0 .193 3
0. 227 4 0.287 6
通过应用粗糙集理论约简规则的相关算法对表2
中 的 数 据 计 算 后 ,得 到 用 于 柴 油 机 喷 油 泵 故 障 检 测 的
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经离散化处理后形成的部分属性决策表如表2 所示。
表 1 特征值初始集合
工况类型
S!
s2
16个 特 征 值 数 值
s3
Sl5
s 16
1 0. 175 8 0 .293 9 0 .271 5
0. 301 2 0.300 1
2 0. 189 1 0. 204 1 0 .187 6
0. 334 0 0.316 6
第 6 期 (总第2 〇5 期 )
机械工程与自动化
No. 6
2017年 1 2 月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
Dec,
文 章 编 号 :1672-§413(2017)06-01SO-02
种柴油机喷油泵故障的检测方法
段宏伟 ( 山西职业技术学院,山 西 太 原 030006)
,… ,S16。应 用 M A T L A B 软 件 对 这 1 6 个特 IE 值 在 4 种 工 况 下 分 别 进 行 描 述 ,如 图 1 〜 图 4 所

1}
靼 0.
柴 班 _
0. 0. 0. 0.

2 4 6 8 10 12 14 16 子 频 带 宽 /kHz
1 图 测 点 正 常 工 况 小 波 包
关 键 词 :柴 油机 ;喷 油 泵;故障检测
中图分类号:TK421.+42 : IT206+.3
文 献 标 识 码 :A
〇 引言 由 f 柴油机喷油泵发生故障的概率比较禽,因此,
开展柴油机喷油泵故障的检测研究是十分必要的。本 文 以 某 型 号 柴 油 机 为 实 验 平 台 ,将 喷 油 泵 缸 盖 做 为 测 点 ,先用小波包能量谱特征值提取法将测点在4 种 |
2 4 6 8 10 12 14 16 子 频 带 宽 /kHz
图 2 测 点 故 障 1 小波包
能量谱特征值
能量谱特征值
由 图 1〜 图 4 可以得出:测点在不M 丄 况 K .j t :小
波包能釐谱特征值在每个乎频带内的数仉坫小_ M 的 ,
因此,用小波包能量谱分析法提取的1 6 个特征值做为
柴油机喷油泵故障检测的初始集合是可行的。特征值
计 量 ,主要是用来测度模型外部对应的数据变化,具体 指的是统计模型与每一次采样在变化趋势上出现的误 差 ;T 2 为分析核主元空间而设立的统计量。在核主元 分析法中,用 SPE 和 T 2 表示频率信号的变化趋势,通 过检测SPE和 T2 是否超过其控制限阈值来判断故障 发生与否。具体判 据 为 :当 S P E 和 T 2 均超过其控制 限阈值时,有故障发生;当 S P E 和 T 2 均未超过其控制 限阈值时,无 故 障 发 生 ;只 有 S P E 超出其控制限阈值 时 ,有故障发生;只 有 T 2 超 过 其 控 制 限 阈 值 时 ,无法
收稿 9 綱 :2Q17-05-16;修订H 期::2Q17-09-13 作者简介:段 宏 伟 (198〇- ) , 男 ,山西大同人,讲师,硕士,主要从事仪器仪表传感器、测试测量检测等方面的教學与科研工作。
2017年 第 6 期
段 宏 伟 :一 种 柴 油 机 喷 油 泵 故 障 的 检 测 方 法
能量谱特征值
能量谱特征值
上述测点的1 6 个特征值当中有些是能够明显表
示振动异常的■号(有 用 信 号 ,可以判断故障发生与
否 ),>)外 •A 坫 尤 川 〖号成竹干扰f 号 ,应使用粗糖
集理论的约简规则予以剔除。将 表 1 中的特征值数值
进 行 离 散 化 处 理 ,并 用 等 频 率 划 分 法 将 断 点 数 确 定 为 3 时 ,得 到 的 4 种属性值分别为0、1 、2 、3 。特征值数值
摘 要 :提出了 一 种 基 于 振 动 信 号 分 析 的 柴 油 机 喷 油 泵 故 障 的 检 测 方 法 。先 使 用 小波 包 能 量 谱 方 法提 取 振 动 信
号的柃征值,再用粗糙集理论对特征值进一步优化,最 后 用 核 主 元 分 析 法 分 析 特 征 值 , 以判断故障是否发
生。