车用柴油机冷启动过程故障机理及其智能诊断研究

论文摘要

车用柴油机冷启动过程工作条件恶劣,工作过程复杂,偏离正常工况的异常状况时常发生,而良好的车用柴油机冷启动过程故障诊断专家系统能通过大量的柴油机冷启动过程工作状态信息对其进行实时故障诊断及报警,这将有利于操作以及维护人员及时作出相应的措施来提高柴油机冷启动工作状态的可靠性和安全性,从而提高柴油机的工作寿命。本文利用热力学理论研究了车用柴油机冷启动过程故障机理,并在此基础上应用模糊神经网络理论与专家系统技术研究开发了车用柴油机冷启动工作过程智能故障诊断系统,以满足当前车用柴油机冷启动工作过程智能故障诊断的需要,论文主要工作与创新之处如下:(1)研究分析了车用柴油机冷启动过程中活塞缸套间的气门间隙异常、气门漏气、三偶件磨损、喷油嘴堵塞、排气阀漏气、噪声、磨损等故障机理,并对车用柴油机冷启动过程热工参数在车用柴油机冷启动过程中的影响进行了评价,为车用柴油机冷启动过程智能诊断过程特征参数的提取提供了很好的理论依据。(2)首次综合考虑工质压缩时的泄露、热量的损失以及余隙容积等参数,提出了车用柴油机冷启动过程热力参数新模型。该模型显示,当只考虑车用柴油机冷启动压缩过程中气体的泄露和热量损失情况时,将导致车用柴油机气缸压缩完毕时气缸温度的估算偏高,影响正常点火启动。该模型的提出为车用柴油机冷启动工作过程点火异常的诊断及其问题解决提供了坚实的理论基础。(3)车用柴油机冷启动过程智能故障诊断系统采用深知识和浅知识两者有机结合并相互补充,推理机使用不精确的推理方法;采用误差反向传播算法(BP算法)对网络的连接权值进行学习和调整,以满足给定的精度要求;用训练后的连接权值、阈值、高斯函数的中心值和宽度构建了柴油机冷启动过程模糊神经网络故障诊断专家系统知识库;按正反向混合推理方向对柴油机冷启动过程关键参数故障状况进行混合推理。(4)运用Visual Basic6.0开发工具针对车用柴油机冷启动工作过程开发了车用柴油机冷启动工作过程智能故障诊断系统。车用柴油机冷启动工作过程智能故障诊断系统应用结果表明,该智能故障诊断系统的知识库较为合理,推理机制快速高效,准确率较高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 故障诊断技术的发展及现状
• 1.1.1 故障诊断的意义
• 1.1.2 故障诊断理论与方法
• 1.1.3 智能故障诊断技术概述
• 1.2 模糊逻辑和神经网络信息融合的智能故障诊断专家系统
• 1.2.1 专家系统
• 1.2.2 模糊理论
• 1.2.3 神经网络
• 1.2.4 模糊逻辑和神经网络信息融合研究现状
• 1.3 柴油机故障诊断技术的现状及发展趋势
• 1.3.1 国内外的研究现状
• 1.3.2 发展趋势
• 1.3.3 柴油机冷启动的国内外的研究状况
• 1.4 车用柴油机故障诊断学的特点、研究目的和范围
• 1.4.1 车用柴油机故障诊断的特点
• 1.4.2 车用柴油机故障诊断学的研究目的和范围
• 1.5 选题背景和意义
• 1.6 论文的主要研究工作
• 第2章 车用柴油机冷启动故障机理与性能参数分析
• 2.1 车用柴油机冷启动常见故障的模式及其机理
• 2.1.1 车用柴油机气门间隙异常的振动诊断机理
• 2.1.2 柴油机高压油路故障机理分析
• 2.1.3 柴油机噪声机理分析
• 2.1.4 低温冷启动磨损严重的两个主要原因
• 2.2 柴油机冷启动热力参数计算模型
• 2.2.1 热力参数计算模型建立
• 2.2.2 热力参数计算模型参数分析
• 2.2.3 模型应用
• 2.2.4 柴油机的冷启动过程分析
• 2.2.5 利用熵增原理和可用能原理对参数的影响进行评价
• 2.3 小结
• 第3章 车用柴油机冷启动过程智能故障诊断系统设计
• 3.1 车用柴油机冷启动过程智能故障诊断模型
• 3.1.1 模糊神经元
• 3.1.2 BP 神经网络误差反向传播学习算法
• 3.2 车用柴油机冷启动过程故障知识库构建
• 3.2.1 故障诊断知识特点
• 3.2.2 故障诊断专家系统综合型知识表示
• 3.2.3 车用柴油机冷启动过程知识表示方法
• 3.2.4 车用柴油机冷启动过程故障征兆参数确定
• 3.3 车用柴油机冷启动过程故障诊断推理机设计
• 3.3.1 推理方法
• 3.3.2 推理方向
• 3.3.3 推理算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 车用柴油机冷启动过程智能故障诊断实现
• 4.1 车用柴油机冷启动过程智能故障诊断专家系统结构
• 4.1.1 数据在线采集
• 4.1.2 数据库访问技术
• 4.1.3 数据通信技术
• 4.1.4 软件结构
• 4.2 车用柴油机冷启动过程智能故障诊断系统应用
• 4.2.1 车用柴油机冷启动智能故障诊断系统应用实例
• 4.2.2 车用柴油机冷启动过程智能故障诊断系统应用效果
• 4.3 本章小结
• 第5章 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）