汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能故障診斷技術(shù)的研究

1、    汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能故障診斷技術(shù)的研究    竇捷摘 要：智能故障診斷技術(shù)是伴隨著安全生產(chǎn)要求的不斷提高和計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生發(fā)展起來的，其被應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的故障診斷中，極大地提高了故障診斷水平，對(duì)保證機(jī)械安全可靠性有著十分重要的意義。關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；智能故障；診斷發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其與汽車的一些基本技術(shù)性能都有著直接或間接的聯(lián)系。由于工作條件不穩(wěn)定，部分零件運(yùn)行環(huán)境惡劣，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障在汽車全部故障占據(jù)著一個(gè)較大的比重，而發(fā)動(dòng)機(jī)一旦發(fā)生故障不僅會(huì)影響自身性能，還會(huì)對(duì)汽車其他結(jié)構(gòu)性能帶來影響，造成較大

2、的損失，嚴(yán)重時(shí)還可能造成人身傷亡，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的及時(shí)診斷和排除十分重要。隨著汽車制造技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，其故障的準(zhǔn)確判斷也更為困難，在此形勢(shì)下，利用智能故障診斷技術(shù)開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)對(duì)減少汽車安全事故發(fā)生率，降低損失有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能故障故障診斷是指在實(shí)際工作中針對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行過程中的異常情況，利用各種檢查和檢測(cè)的方法，對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，查看系統(tǒng)或設(shè)備是否存在故障，并進(jìn)一步確定出故障所在部位的過程，智能故障診斷是借助智能技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行中的技術(shù)參數(shù)和物理現(xiàn)象等對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，并根據(jù)故障的特征對(duì)故障信息作出評(píng)估

3、，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的原因和部位的一種故障診斷方法。智能故障診斷主要有故障檢測(cè)與診斷和故障容錯(cuò)控制兩個(gè)部分，其系統(tǒng)主要包括人機(jī)接口、知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫、機(jī)器學(xué)習(xí)、診斷信息獲取、診斷推理以及解釋機(jī)構(gòu)等幾主要的功能模塊。二、 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能故障診斷方法1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷方法分類汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展至今，已提出了大量的方法。其中常用的方法如下：1.1灰色診斷方法該診斷方法認(rèn)為機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)是一個(gè)灰色系統(tǒng)，設(shè)備故障診斷所要解決的問題構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)故障模題是灰色系統(tǒng)的白化?；疑\斷過程一般分為以下幾個(gè)步驟：1確定待測(cè)狀態(tài)模式向量集；3計(jì)算灰關(guān)聯(lián)度矩陣；4確定關(guān)聯(lián)度值；式向量集；5故障分析與診斷。1.2

4、模糊診斷方法模糊診斷方法就是采用模糊集合的相關(guān)理論構(gòu)建的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷方法。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷過程中，會(huì)測(cè)量得到的是許多信號(hào)，通過信號(hào)分析得到許多故障征兆。征兆和故障之間存在一定關(guān)系。應(yīng)用模糊變換定理可以得出故障論域上的一個(gè)模糊子集，即一個(gè)診斷結(jié)果。1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有大規(guī)模并行、分布式存儲(chǔ)和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，特別適用于處理需要考慮許多因素和條件的、非線性、不精確和模糊的信息處理問題，共分為三個(gè)步驟：1知識(shí)表達(dá)； 2推理過程： 3自學(xué)習(xí)能力。1.4 專家系統(tǒng)診斷方法基于計(jì)算機(jī)的故障診斷專家系統(tǒng)，是一種典型的咨詢處理系統(tǒng)，它能獲取大量的專家診斷咨詢，利用

5、專家的推理方法，解決發(fā)動(dòng)機(jī)的故障。一般的專家系統(tǒng)由知識(shí)庫、推理機(jī)、用戶界面三部分組成。綜合比較這幾種方法，這些方法都是處理發(fā)動(dòng)故障診斷的優(yōu)秀方法，但是前三種方法都是以復(fù)雜的算法作為支撐的，構(gòu)建過程復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難。專家系統(tǒng)診斷方法是以專家的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且具有人工智能化的特點(diǎn)，因此本文選用專家系統(tǒng)診斷方法。2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的基本過程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的基本過程為：（1）確立汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，包括監(jiān)測(cè)方式確立、監(jiān)測(cè)參數(shù)確立等方面的內(nèi)容。這些內(nèi)容的確立應(yīng)主要考慮被監(jiān)測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)、故障的發(fā)生形式、工作壞境及現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備條件等因素。（2）組建測(cè)試系統(tǒng)，根據(jù)步驟（1）的相關(guān)

6、要求選取傳感器及其配套設(shè)施，組成測(cè)試系統(tǒng)，用以收集故障診斷所需的信息。（3）測(cè)試、分析及信息提取，這個(gè)步驟的主要內(nèi)容是對(duì)由上步獲取的信號(hào)進(jìn)行加工，一般包括濾波處理、異常數(shù)據(jù)的剔除等。（4）狀態(tài)監(jiān)測(cè)、判斷及預(yù)報(bào)，這一步的主要工作是構(gòu)造或選定故障診斷判據(jù)，確定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各部件狀態(tài)相關(guān)參量的閾值等內(nèi)容，以此判定被診斷的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以及故障的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。3 故障診斷專家系統(tǒng)的構(gòu)建專家系統(tǒng)故障診斷方法用下圖的結(jié)構(gòu)來說明：它由數(shù)據(jù)庫，知識(shí)庫，人機(jī)接口，推理機(jī)等組成。其各部分的功能為：數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫通常由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫兩部分構(gòu)成。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫是相對(duì)穩(wěn)定的參數(shù)，如設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)、固有頻率等；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫是設(shè)備運(yùn)行中所檢測(cè)到的狀態(tài)參數(shù)，如工作轉(zhuǎn)速、介質(zhì)流量、電壓或電流等。知識(shí)庫：存放的知識(shí)可以是系統(tǒng)的工作環(huán)境，系統(tǒng)知識(shí)（反映系統(tǒng)的工作機(jī)理及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)）；設(shè)備故障特征值，故障診斷算法，推理規(guī)則等，反映系統(tǒng)的因果關(guān)系，用來進(jìn)行故障推理。知識(shí)庫是專家領(lǐng)域知識(shí)的集合。人機(jī)接口：人與專家系統(tǒng)打交道的橋梁和窗口，是人機(jī)信息的交接點(diǎn)。推理機(jī)：根據(jù)獲取的信息綜合運(yùn)用各種規(guī)則，進(jìn)行故障診斷，輸出診斷結(jié)果。是專家系統(tǒng)的組織控制機(jī)構(gòu)。三、小結(jié)隨著汽車制造技術(shù)的發(fā)展，智能故障診斷的先進(jìn)性、準(zhǔn)確性越來越高，利用智能故障診斷技術(shù)開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能故障診