发动机状态监测与故障诊断专家系统开题报告要点
14页1、中北大学毕业设计开题报告学生 姓名: 贾建辉 学 号: 0902034115学 院、系: 机械工程与自动化学院专业:过程装备与控制工程发动机状态监测与故障诊断专家系统设 设计题目:计指导教师:姚竹亭2013年3月 19日毕业设计开题报告1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献 综述:文献综述一、本课题研究的背景随着现代科学技术的迅速发展,现代化设备所引起的故障或事故所带来的损失不增 加,设备的故障诊断和维修越来越成为一个突出的问题。人们对机械设备的稳定性、安 全性、可靠性、可用性、可维修性、经济性等提出了越来越高的要求,现代工业生产中 的设备系统也比以前更注重其效率和能耗,且环保要求也越来越高。因此,怎样在设备 运行中或在基本不拆卸的情况下,借助或依靠先进的传感器技术、动态监测技术以及计 算机信息处理技术,掌握设备运行状态,分析设备中异常的部位和现象,并预测故障可 能的发展和设备未来的发展趋势是目前亟待解决的问题 【5】。柴油机广泛运用于油田钻井、铁路牵引、动力发电、矿山机械、工程机械、船舶运 输等领域,其运行状态的好坏直接影响到整个机车的工作状态。目前,柴
2、油机监控系统 已经成为现代柴油机视情维修管理的一种主要手段,因此,对其状态进行监控和对其故 障进行自诊断,提早发现和预告设备的故障,确保系统安全正常运行,时时处于最佳运 行工况,提高设备的修理质量和效率是十分必要的 【6】。二、国内、外技术发展现状设备诊断技术是近40年来发展起来的一门新学科。它是适应工程实际需要而形成的 各学科交叉的综合性学科。设备诊断的历史和人类对设备的维修方式紧紧相联。在工业 革命后的相当长时间内,由于当时的生产规模,设备的技术水平和复杂程度都较低,设 备的利用率和维修费用没有引起人们的重视,人类对设备的维修方式基本上是事后维修, 即设备运行出现问题之后进行故障分析与维护 【1】。进入20世纪以后,由于大生产的发展, 尤其是流水线生产方式的出现,设备本身技术水平和复杂度大大提高,设备故障对生产 影响显著增加。这样,出现了定期维修,以便在事故发生之前进行处理。大约在20世纪60年代,美国军方意识到定期维修的一系列弊病,开始变定期维修为预知维修,即在设 备正常运行过程中就开始进行监护,以发现潜在的故障原因,及早采取措施,防止突发 性故障的产生。这种主动维修方式,不仅大
3、大避免了灾难性的设备故障,而且避免了失 修和过剩维修,经济效益十分显著。这种维修方式很快被其他企业所效仿,设备诊断技术很快发展起来。从科学发展的大环境来看,设备诊断技术的产生也是各学科交叉发展 规律的必然。20世纪40年代以来,人类的生产方式日益向大工业方向发展。生产系统 的庞大化和复杂化同时也暴露出一些问题,即如何避免运行中故障的发生,这就要求有 一门相应的诊断技术。同一时期,电子技术,尤其是计算机技术的发展,为设备诊断技 术提供了必要的基础。20世纪60年代,快速傅里叶变换的出现,使诊断技术的发展产 生了飞跃。近年来,传感器技术的发展,信号处理的系列技术,如各种滤波技术、各种 谱分析技术,人工智能的系列技术,如专家系统、神经网络等,以及其他技术在诊断中 的应用,使设备诊断技术逐渐完善。柴油机故障诊断通常分为机械故障和性能故障两大 类。相应的诊断研究也分为两类:针对柴油机的性能故障,主要采用的是性能参数诊断; 针对柴油机的机械故障,主要采用油液监测技术和振声信号分析法。基于性能参数的柴 油机状态监测。这种方法是通过测定柴油发动机的各种工作参数 (如功率、转速、气缸压 力、温度等)与其
4、在正常工作状态下的参数相比较来分析判断发动机的工作状态。在这方 面,德国、日本和美国等国家的技术比较先进。这些国家的通用机械故障诊断技术比较 发达,如信号处理技术、测振仪器仪表等。其中日本开发的一些使用简单方便的简易测 定诊断仪,如气缸压力表、光电转速表、油压测定仪等。美国在柴油机上安装在线监测 系统,采用不同的传感器来测量柴油机的曲轴箱压力、转速、油温等参数,从而实现对 柴油机工作状态的监测。我国近年来也加强了这方面的研究先后研制出了一些柴油机工 况自动监测系统,可对柴油机的气缸压力和转速,各部位的温度、压力、液位及各项技 术参数进行巡回检测和监控【2】。基于油液分析的柴油机故障诊断。它是随着摩擦学的发 展而日益发展起来的。它是通过分析柴油机机油的性能变化和携带的磨损微粒的情况, 获得机器的润滑和磨损状态的信息,评价机器的工作状态和预测故障,并确定故障原因、 类型及零件的技术。油液监测可以延长设备的换油期,并通过及时预报潜在的故障避免 灾难性损坏或延长设备的正常运行时间获得经济效益。在这方面,美国、日本、加拿大 及欧洲一些国家较早进入实际应用,并积累了丰富的经验,也开发出了比较先进的
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