專利名稱：一種動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械故障預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)方法，特別是關(guān)于一種用于往復(fù)機(jī)械領(lǐng)域中的動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法。
背景技術(shù)：
往復(fù)機(jī)械是用于石油、化工、冶金、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域的一類關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備，在生產(chǎn) 中起著人體“心臟”的作用。但由于往復(fù)機(jī)械的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式比較復(fù)雜，其關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件 有連桿、曲軸、十字頭、活塞桿、活塞等，其中連桿、曲軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，十字頭為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直 線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的交匯點(diǎn)，活塞桿、活塞在氣缸中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上述運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，使得往 復(fù)機(jī)械在生產(chǎn)中的故障率非常高，一旦某一部分發(fā)生故障，就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人 員傷亡事故。近幾年來國(guó)內(nèi)外的機(jī)械故障診斷技術(shù)發(fā)展迅速，研究的手段和方法日新月異， 特別是在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)已取得了較好的應(yīng)用效果。然而，對(duì)于柴油機(jī)、壓縮機(jī)、往復(fù)泵等 往復(fù)式機(jī)械，盡管國(guó)內(nèi)外的有關(guān)學(xué)者已經(jīng)在這方面進(jìn)行了大量的研究工作，但因其結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、激勵(lì)源多以及運(yùn)行不平穩(wěn)等特點(diǎn)，其實(shí)際應(yīng)用仍未取得令人滿意的效果。往復(fù)機(jī)械故障診斷方法多局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的模擬階段，實(shí)用性還遠(yuǎn)未達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)要 求。主要困難表現(xiàn)在信號(hào)的非平穩(wěn)性、信號(hào)的重疊性、診斷模型的多樣性，往復(fù)機(jī)械結(jié)構(gòu) 和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相當(dāng)復(fù)雜而且型號(hào)很多，難以歸納出共性。適用于某型號(hào)的往復(fù)機(jī)械的分析方 法，對(duì)另一型號(hào)的往復(fù)機(jī)械未必可行，例如，基于故障機(jī)理的診斷方法因往復(fù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù) 雜性而逐漸被放棄；故障樹診斷法由于其診斷方法粗糙而診斷精度不高；瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)診 斷法雖然能夠反映故障信息，但是該方法不能分析出故障的具體原因，也不能對(duì)故障進(jìn)行 準(zhǔn)確定位，而且測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)需要高頻響、高精度的儀器，成本高。目前對(duì)于往復(fù)機(jī)械 的檢測(cè)技術(shù)，世界上通常采用跟蹤分析方法，是采用以曲軸轉(zhuǎn)速計(jì)脈沖信號(hào)作為采集振動(dòng) 數(shù)據(jù)的外部時(shí)鐘，并通過跟蹤過濾器裝置將振動(dòng)信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析和判定。由 于此方法對(duì)轉(zhuǎn)速采集精度要求很高，在實(shí)際用于往往會(huì)產(chǎn)生測(cè)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象，而且它還需 要一個(gè)跟蹤過濾器裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的過濾，所以成本相對(duì)較高，而且分析結(jié)果離散 性高，穩(wěn)定性偏低，不利于實(shí)際推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用較為廣泛、能實(shí)現(xiàn)故障預(yù)報(bào)功能、診 斷精度較高且成本較低的動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法，其步驟 如下(1)設(shè)置一包括往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、取油裝置、油液預(yù)處理器、油液數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)模塊、故 障診斷模塊、磁電傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、超聲波傳感 器、信號(hào)調(diào)理箱、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊和數(shù)據(jù)采集模塊的故障監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)；(2)根據(jù)油液分析數(shù) 據(jù)及各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并參照已制定的相位信號(hào)界限值和幅值信號(hào)界限值，判斷采 集數(shù)據(jù)是否超出正常相位和幅值的界限值上限，若沒有超出，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備；若超出，則進(jìn)行相位偏移和幅值數(shù)據(jù)量化處理；(3)經(jīng)所述步驟一進(jìn)行量化處理后，根據(jù)模糊評(píng)判方法，建立幅值信號(hào)的評(píng)判矩陣；利用隸屬函數(shù)的形式對(duì)基本因素做出評(píng)判，分別得到幅值信 號(hào)和相位信號(hào)模糊評(píng)判矩陣；(4)根據(jù)模糊評(píng)判矩陣，若評(píng)判結(jié)果正常，則設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行；若評(píng)判結(jié)果為警戒，則利用灰色建模方法對(duì)各因素集進(jìn)行灰色建模，并進(jìn)行故障預(yù)報(bào)；若模 糊評(píng)判結(jié)果為故障，則分別對(duì)幅值和相位的評(píng)判矩陣進(jìn)行加權(quán)處理，并利用模糊綜合評(píng)判 方法再次進(jìn)行判斷，結(jié)果仍然出現(xiàn)故障，則給出故障結(jié)論，結(jié)果正常，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備。所述故障診斷方法中的故障預(yù)報(bào)是基于建模數(shù)據(jù)變化規(guī)律的時(shí)序擬合灰色建模方法，所述灰色建模方法包括以下步驟(1)對(duì)于非等間距的取樣數(shù)據(jù)，根據(jù)級(jí)比條件判斷 取樣數(shù)據(jù)是否滿足級(jí)比要求，若不滿足，則對(duì)元素濃度進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理后重新判定；若滿 足，則繼續(xù)判斷是否滿足建模條件；(2)當(dāng)滿足建模條件時(shí)，則按照差商法灰色建模的方法 進(jìn)行灰色建模；若不滿足建模條件，則對(duì)取樣時(shí)刻進(jìn)行等間隔化處理；(3)經(jīng)間隔化處理 后，判斷取樣數(shù)據(jù)規(guī)則是否平滑，若數(shù)據(jù)規(guī)則平滑，則可以按照時(shí)序擬合法的灰色建模方法 進(jìn)行建模；若數(shù)據(jù)規(guī)則具有波動(dòng)性，則利用改進(jìn)的基于數(shù)據(jù)變化規(guī)律的時(shí)序擬合法進(jìn)行灰 色建模；(4)所述差商法、時(shí)序擬合法和基于數(shù)據(jù)變化規(guī)律的時(shí)序擬合法灰色建模后，都要 進(jìn)行擬合精度檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)合格，則可以進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)；若檢驗(yàn)不合格，則改變建模維數(shù)重 新進(jìn)行建模，直至滿足擬合精度要求。所述級(jí)比條件為沾⑷e e^i,e^^，其中，δ為級(jí)比函數(shù)，η為樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量；
所述建模條件為:max (Atk)/min(Atk) <1.5，其中Atk為采樣間隔時(shí)間。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用磁電傳感器、 壓力傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、超聲波傳感器及電壓傳感器對(duì)往復(fù)機(jī)械進(jìn)行信號(hào)采 集，同時(shí)還利用油液分析技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的油液進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將各傳感器的數(shù)據(jù)和油樣分析數(shù)據(jù)送入故障診斷模塊內(nèi)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)，其系統(tǒng)信號(hào)采集手段全 面，因此擴(kuò)大了使用范圍，同時(shí)滿足了故障預(yù)報(bào)及監(jiān)測(cè)功能，診斷精度較高。2、本發(fā)明由于 采用一取油裝置對(duì)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)油底殼中的油液進(jìn)行取樣，該取油裝置由取樣頭、快速 接頭、油管、球形閥門和噴油嘴組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。3、本發(fā)明由于將信號(hào)采集、數(shù) 據(jù)處理分析和故障監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)等功能集成一體，使得本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集成化程度較高，因 此大大提高了本發(fā)明的應(yīng)用范圍。4、本發(fā)明采用的故障診斷方法可以診斷閥門故障、活塞 環(huán)故障、活塞桿故障、軸承故障、點(diǎn)火裝置等故障，其診斷的故障類型較為全面。因此本發(fā)明 可以廣泛應(yīng)用于各種大型內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)和往復(fù)泵等往復(fù)機(jī)械設(shè)備中。


圖1是本發(fā)明的整體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的取油裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明的信號(hào)調(diào)理箱結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明的故障診斷工作流程圖，圖5是本發(fā)明的灰色建模流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明包括一往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1設(shè)置在一試驗(yàn)臺(tái)支架 (圖中未示出)上。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)油底殼2的放油口處與一取油裝置3的輸入端連接， 取油裝置3的輸出端依次通過一油液預(yù)處理器4和一油液數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)模塊5連接到一故 障診斷模塊6。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)的飛輪7和火花塞8分別連接一磁電傳感器9和一電壓 傳感器10 ；且往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)氣缸11頂部的火花塞安裝孔連接一壓力傳感器12，氣缸 11的出氣口連接一溫度傳感器13，氣缸11的頂部連接一振動(dòng)傳感器14和一超聲波傳感器 15，所有傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)都經(jīng)過電纜輸入一信號(hào)調(diào)理箱16內(nèi)，去除信號(hào)干擾。處理 后的信號(hào)由信號(hào)調(diào)理箱16的輸出端經(jīng)一 A/D轉(zhuǎn)化模塊17 (模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化模塊)和數(shù)據(jù) 采集模塊18后，送入故障診斷模塊6內(nèi)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。如圖2所示，本發(fā)明的取油裝置3包括一取樣接頭301，取樣接頭301的輸入端穿 過往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)油底殼2底部，與油底殼2底部連接處為螺紋連接，且在連接處設(shè)置有一用 于防止漏油的密封墊302。取樣接頭301的輸出端螺紋連接一快速接頭303的輸入端，且在 該連接處設(shè)置有一 0型密封圈304?？焖俳宇^303的輸出端螺紋連接一取樣油管305的輸 入端，取樣油管305的輸出端經(jīng)另一密封墊306與一球形閥門307螺紋連接，球形閥門307 的輸出端螺紋連接一噴油嘴308。油底殼2內(nèi)的油液由噴油嘴308噴入取樣瓶?jī)?nèi)，以便進(jìn)行 油液分析。上述實(shí)施例中，球形閥門307上設(shè)置有一開關(guān)手柄309，當(dāng)開關(guān)手柄309與取樣油 管305互為垂直方向時(shí)，球形閥門307為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)手柄309旋轉(zhuǎn)90°變?yōu)榕c取樣 油管305同一方向時(shí)，球形閥門307為開啟狀態(tài)。上述實(shí)施例中，取樣接頭301的頂部伸入油底殼2內(nèi)的高度為80 100mm，且在該 頂部設(shè)置有三組以上的孔洞310，且在油底殼2內(nèi)，取樣接頭301上最底部的一組孔洞310距 離油底殼2底部的高度固定在60mm 80mm，使得油底殼2內(nèi)的油液由孔洞310濾除油液中 的顆粒后流入快速轉(zhuǎn)接頭303內(nèi)，進(jìn)而流入取樣油管305中，這樣保證了所取樣油液的純度。如圖3所示，本發(fā)明的信號(hào)調(diào)理箱16內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)低通濾波器19、一個(gè)頻壓轉(zhuǎn)換 模塊20、四個(gè)電壓隔離模塊21、兩個(gè)帶通濾波器22、一個(gè)電流隔離模塊23、一個(gè)信號(hào)衰減模 塊24和一個(gè)電阻/電壓轉(zhuǎn)換模塊25。磁電傳感器9和壓力傳感器12將檢測(cè)到的信號(hào)分別 經(jīng)一低通濾波器19后，濾除高頻雜波，分別輸入頻壓轉(zhuǎn)換模塊20和一電壓隔離模塊21內(nèi)， 分別將信號(hào)完成頻率到電壓值的轉(zhuǎn)化、干擾信號(hào)隔離去除后輸出；振動(dòng)傳感器14和超聲波 傳感器15檢測(cè)到的信號(hào)分別經(jīng)一帶通濾波器22后，分別輸入一電壓隔離模塊21和電流隔 離模塊23內(nèi)，將信號(hào)中的干擾信號(hào)去除后輸出，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化模塊17由數(shù)據(jù)采集模塊18進(jìn) 行采集；電壓傳感器10和溫度傳感器13檢測(cè)到的信號(hào)分別經(jīng)信號(hào)衰減模塊24和電阻/電 壓轉(zhuǎn)換模塊25后，分別輸入一電壓隔離模塊21內(nèi)將信號(hào)中的干擾信號(hào)去除后輸出，經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)化模塊17由數(shù)據(jù)采集模塊18進(jìn)行采集。上述實(shí)施例中，磁電傳感器9與飛輪7的連接位置與往復(fù)機(jī)械曲軸上的止點(diǎn)相對(duì) 應(yīng)，以保證曲軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個(gè)矩形脈沖；且磁電傳感器9接觸端與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)1上飛 輪7觸發(fā)點(diǎn)之間的距離為2 3mm，以保證能有效的產(chǎn)生矩形信號(hào)。 如圖4所示，本發(fā)明的故障診斷方法包括以下步驟
(1)根據(jù)往復(fù)機(jī)械實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采集到的油液分析數(shù)據(jù)及各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn) 行幅值信號(hào)監(jiān)測(cè)和相位信號(hào)監(jiān)測(cè)，并參照已制定的相位信號(hào)界限值和幅值信號(hào)界限值，判 斷采集的數(shù)據(jù)是否超出正常相位和幅值的界限值上限，若沒有超出，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備；若超 出正常界限值上限，則進(jìn)行相位偏移和幅值數(shù)據(jù)量化處理；
各傳感器采集到的數(shù)據(jù)有振動(dòng)傳感器采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)、超聲波傳感器采集得到的 高頻振動(dòng)數(shù)據(jù)、壓力傳感器采集的汽缸壓力數(shù)據(jù)、電壓傳感器采集的點(diǎn)火電壓數(shù)據(jù)以及溫 度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)；(2)經(jīng)所述步驟(1)進(jìn)行量化處理后，根據(jù)模糊評(píng)判方法，建立幅值信號(hào)的評(píng)判矩 陣，利用等級(jí)劃分表(如表1所示)，取“S”型經(jīng)驗(yàn)分布型隸屬函數(shù)，確定各考慮因素獲得 第j種評(píng)語的隸屬函數(shù)；考慮到評(píng)判過程中各主要因素對(duì)評(píng)判作用的權(quán)重各不相同，同樣 用隸屬函數(shù)的形式對(duì)基本因素U/做出評(píng)判，從而得到幅值信號(hào)模糊評(píng)判矩陣；對(duì)于相位信 號(hào)，按照同樣的方法進(jìn)行處理，同樣得到相位信號(hào)模糊評(píng)判矩陣；表 1
Vjt j = \ j=2 [、j = 3 各考慮因素---
正常 聱戒 故障 "；---
O—iSjA1 ~ α2a2 ~uI0 ~ aIIflI1I- 21^21-
ω
ο ~ (Sf11J α^ ~ 25 ^25"" O ~ 11 11 ~ 21 a21 ~
5ο a^ ~ al$al5 ~(3)根據(jù)模糊評(píng)判矩陣，若評(píng)判結(jié)果正常，則設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行；若評(píng)判結(jié)果顯示警 戒，則利用灰色GM(1，1)建模方法對(duì)考慮因素集進(jìn)行灰色建模，預(yù)報(bào)出數(shù)據(jù)達(dá)到故障界限 值所需要的時(shí)間，從而確定維修決策和采取的措施；若模糊評(píng)判結(jié)果顯示為故障，則需要 分別對(duì)幅值評(píng)判矩陣和相位評(píng)判矩陣進(jìn)行加權(quán)處理，并利用模糊綜合評(píng)判方法再次進(jìn)行判 斷，結(jié)果仍然出現(xiàn)故障，則給出故障結(jié)論，結(jié)果正常，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備。如圖5所示，上述往復(fù)機(jī)械實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)故障診斷方法中的故障預(yù)報(bào)是基于建模數(shù)據(jù) 變化規(guī)律的時(shí)序擬合灰色GM(1，1)建模方法，對(duì)于往復(fù)機(jī)械的油液分析數(shù)據(jù)和各傳感器采 集數(shù)據(jù)的取樣間隔時(shí)間是不相等的，灰色GM(1，1)建模方法包括以下步驟(i)對(duì)于非等間距的取樣數(shù)據(jù)，根據(jù)級(jí)比條件A(級(jí)比即相連數(shù)據(jù)的比值)判斷取 樣數(shù)據(jù)是否滿足級(jí)比要求，若不滿足，則對(duì)元素濃度進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理后重新判定；若滿足級(jí) 比條件A，則繼續(xù)判斷是否滿足建模條件max (Atk)/Hiin(Atk) < 2 ；其中Atk為采樣間隔 時(shí)間；
級(jí)比條件A為<formula>formula see original document page 7</formula>，其中，δ為級(jí)比函數(shù)；η為樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量；(ii)當(dāng)滿足建模條件max (Atk)/Hiin(Atk) < 1. 5時(shí)，則按照差商法灰色建模的 方法進(jìn)行灰色建模；若不滿足建模條件，則對(duì)取樣時(shí)刻進(jìn)行等間隔化處理；(iii)經(jīng)間隔化處理后，判斷取樣數(shù)據(jù)規(guī)則是否平滑，若數(shù)據(jù)規(guī)則平滑，則可以按 照時(shí)序擬合法的灰色建模方法進(jìn)行建模；若數(shù)據(jù)規(guī)則具有波動(dòng)性，則利用改進(jìn)的基于數(shù)據(jù) 變化規(guī)律的時(shí)序擬合法進(jìn)行灰色建模；(iv)上述各步驟中的差商法、時(shí)序擬合法和基于數(shù)據(jù)變化規(guī)律的時(shí)序擬合法灰色 建模后，都要進(jìn)行擬合精度檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)合格，則可以進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)；若檢驗(yàn)不合格，則改變 建模維數(shù)重新進(jìn)行建模，直至滿足擬合精度要求。上述各實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，凡是基于本發(fā)明技 術(shù)方案上的變化和改進(jìn)，不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法，其步驟如下(1)設(shè)置一包括往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、取油裝置、油液預(yù)處理器、油液數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)模塊、故障診斷模塊、磁電傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、超聲波傳感器、信號(hào)調(diào)理箱、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊和數(shù)據(jù)采集模塊的故障監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)；(2)根據(jù)油液分析數(shù)據(jù)及各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并參照已制定的相位信號(hào)界限值和幅值信號(hào)界限值，判斷采集數(shù)據(jù)是否超出正常相位和幅值的界限值上限，若沒有超出，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備；若超出，則進(jìn)行相位偏移和幅值數(shù)據(jù)量化處理；(3)經(jīng)所述步驟一進(jìn)行量化處理后，根據(jù)模糊評(píng)判方法，建立幅值信號(hào)的評(píng)判矩陣；利用隸屬函數(shù)的形式對(duì)基本因素做出評(píng)判，分別得到幅值信號(hào)和相位信號(hào)模糊評(píng)判矩陣；(4)根據(jù)模糊評(píng)判矩陣，若評(píng)判結(jié)果正常，則設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行；若評(píng)判結(jié)果為警戒，則利用灰色建模方法對(duì)各因素集進(jìn)行灰色建模，并進(jìn)行故障預(yù)報(bào)；若模糊評(píng)判結(jié)果為故障，則分別對(duì)幅值和相位的評(píng)判矩陣進(jìn)行加權(quán)處理，并利用模糊綜合評(píng)判方法再次進(jìn)行判斷，結(jié)果仍然出現(xiàn)故障，則給出故障結(jié)論，結(jié)果正常，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法，其特征在于所述故障診斷方法 中的故障預(yù)報(bào)是基于建模數(shù)據(jù)變化規(guī)律的時(shí)序擬合灰色建模方法，所述灰色建模方法包括 以下步驟(1)對(duì)于非等間距的取樣數(shù)據(jù)，根據(jù)級(jí)比條件判斷取樣數(shù)據(jù)是否滿足級(jí)比要求，若不滿 足，則對(duì)元素濃度進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理后重新判定；若滿足，則繼續(xù)判斷是否滿足建模條件；(2)當(dāng)滿足建模條件時(shí)，則按照差商法灰色建模的方法進(jìn)行灰色建模；若不滿足建模 條件，則對(duì)取樣時(shí)刻進(jìn)行等間隔化處理；(3)經(jīng)間隔化處理后，判斷取樣數(shù)據(jù)規(guī)則是否平滑，若數(shù)據(jù)規(guī)則平滑，則可以按照時(shí)序 擬合法的灰色建模方法進(jìn)行建模；若數(shù)據(jù)規(guī)則具有波動(dòng)性，則利用改進(jìn)的基于數(shù)據(jù)變化規(guī) 律的時(shí)序擬合法進(jìn)行灰色建模；(4)所述差商法、時(shí)序擬合法和基于數(shù)據(jù)變化規(guī)律的時(shí)序擬合法灰色建模后，都要進(jìn)行 擬合精度檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)合格，則可以進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)；若檢驗(yàn)不合格，則改變建模維數(shù)重新進(jìn) 行建模，直至滿足擬合精度要求。
3.如權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法，其特征在于所述級(jí)比條件為乂j，其中，δ為級(jí)比函數(shù)，η為樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量；所述建模條件為 max (Atk)/min(Atk) <1.5，其中Atk為采樣間隔時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力設(shè)備故障診斷方法，(1)設(shè)置一包括往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、取油裝置、油液預(yù)處理器、油液數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)模塊、故障診斷模塊、磁電傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、超聲波傳感器、信號(hào)調(diào)理箱、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊和數(shù)據(jù)采集模塊的故障監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)；(2)根據(jù)油液分析數(shù)據(jù)及各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，判斷采集數(shù)據(jù)是否超出正常相位和幅值的界限值上限，若沒有超出，則繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備；若超出，則進(jìn)行相位偏移和幅值數(shù)據(jù)量化處理；(3)根據(jù)模糊評(píng)判方法，建立幅值和相位信號(hào)模糊評(píng)判矩陣；(4)根據(jù)模糊評(píng)判矩陣，對(duì)采集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行故障診斷。本發(fā)明采集手段全面，并能滿足故障預(yù)報(bào)及監(jiān)測(cè)功能，診斷精度較高。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種往復(fù)機(jī)械設(shè)備中。
文檔編號(hào)F02B77/08GK101798957SQ20101010134
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者吳國(guó)新, 徐小力, 王立勇, 王紅軍 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué)