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船舶柴油机故障分析诊断系统

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大连理工大学专业学位硕士学位论文 目 摘 录 要……………………………………………………………………………………………………………..I Abstract……………….………....………....………..……..…..………….……………………………………III l系统概论.…………………………………………………………………………一l- 1.1 选题的背景与意义………………………………………………………一l- 1.2国内外发展的概况………………………………………………………一2. 1.3故障分析诊断系统功能设计……………………………………………一5. 2故障分析诊断系统的相关理论与技术………………………………………….一7. 2.1数据采集与状态监测……………………………………………………一7. 2.1。1数据采集过程……………………………………………………….7. 2.1.2数据采集系统……………………………………………………….7. 2.1.3数据采集的实现…………………………………………………….9. 2.1.4状态监测…………………………………………………………..1 O. 2。2参数信号的BP神经网络处理…………………………………………。.10. 2.2.1 2.2.2 2.2.3 BP神经网络模型理论……………………………………………一lO. BP神经网络结构与算法………………………………………….11. BP神经网络的实现……………………………………………….15. 3故障数据库的设计与实现……………………………………………………….17. 3.1船舶柴油机系统分类……………………………………………………-17. 3.2故障数据库的详细设计………………………………………………….20. 3.3建立故障数据库………………………………………………………….24— 3.3.1船舶柴油机故障特点……………………………………………..24. 3.3.2建立单系统故障数据库…………………………………………..26. 3.3.3建立综合故障数据库……………………………………………..28. 3.3.4故障数据库运行输出结果………………………………………..31. 4故障分析诊断系统的设计与实现……………………………………………….34. 4.1系统总体结构…………………………………………………………….34. 4.2状态监测的设计与实现…………………………………………………..35. 4.3信号处理的设计与实现…………………。……………………………一38. 4.3.1 4.3.2 4.3.3 数据归一化处理………………………………………………….-38. BP神经网络的详细设计………………………………………….39一 BP神经网络的实现……………………………………………….43. 万方数据 船舶柴油机故障分析诊断系统 结 论……………………………………………………………………………….52. 参考文献………………………………………………………………………….53. 致 谢……………………………………………………………………………………………………….55. 大连理工大学学位论文版权使用授权书…………………………………………..56. 万方数据 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1系统概论 1.1选题的背景与意义 自柴油机问世以来,因其固有的优势,就被应用于船舶领域内的不同行业。无论是 具有效率高、功率大、工作可靠、寿命长、可燃用劣质燃油等优点的低速二冲程柴油机, 还是具有尺寸小、重量轻等优点的大功率四冲程中速柴油机,都在不同类型的船*缪 着船舶核心动力的角色。船舶柴油机性能的好坏直接影响着船舶营运的安全和效率。但 是因其系统结构复杂、运行环境多变、工作条件恶劣、运行时间超长、维护保养困难等 诸多因素的影响,故障发生率极高。而且对于故障原因的排查工作量大、过程繁琐、修 复时间长,特别是在跨大洋航行过程中,一旦维修不及时或不准确,将会引发海损事故, 造成海洋污染和货物的经济损失,甚至是危害海员的生命。因此船舶柴油机良好的日常 维护保养和在发生故障时的及时修复,是柴油机正常运行、船舶营运安全、高效的根本 。 保证【¨。 目前,绝大多数的船舶对于柴油机的维护管理,在故障诊断方面大多采用的是传统 的故障诊断方法:在维护保养方面大多采用的是定期的预防维修计划[21。传统的故障分 析诊断方法是通过对一些常规的,诸如温度、压力等性能参数的监测和对油、水等工质 的采样化验,并结合人为的看、听、摸、闻等传统手段,凭借轮机员的工作经验,依据 柴油机指导说明书进行故障分析诊断。这种传统的故障分析诊断方法,不但对轮机员判 断故障问题的能力和专业知识的储备有很高要求,尤其是对轮机员本身在船的实际工作 经验要求更高。只有这样,才能准确、有效、及时地解决船舶柴油机运行时有可能出现 的已知或未知的故障问题。但是这种分析方法速度慢,质量差,导致解决问题的时间延 长,遇到未经历过的故障时,更需要外界的技术支持,很容易造成货物逾期等问题,额 外增加了船舶运行的费用,而且在航行时大大的降低了船舶人员、设备以及货物的安全 系数。为了提高船舶的安全系数,尽量避免柴油机故障的发生,保证船舶的正常航行。 基本上所有的船舶管理公司都对船舶柴油机采用定期预防(计划性)维修,和定期更换 易损部件的维护保养方式。虽然这种定期预防维修方式,是在柴油机各系统零部件理论 上完全磨损前进行更换,从而避免因为零部件磨损超限而引起的柴油机故障。但是没有 考虑到各零部件运动时磨损的实际情况,采用一概而论的拆检更换方式,往往拆检更换 下来的零部件并没有达到磨损上限,甚至技术状态依旧保持良好。但是由于零部件可能 是硬咬合的连接方式或者是破坏式的拆卸方法,致使性能状态良好的旧零部件无法再次 利用。造成了备件方面不必要的经济损失



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