一種柴油機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)的信號的濾波.pdf

1、柴油機(jī)狀態(tài)檢測和故障診斷是近年來故障診斷領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向，其中基于熱工參數(shù)的狀態(tài)檢測與故障診斷正向智能化方向發(fā)展。柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號和油管壓力信號是用熱工參數(shù)法進(jìn)行狀態(tài)檢測和故障診斷時(shí)使用的兩個(gè)重要參數(shù)。 柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)的規(guī)律性為分析和推斷柴油機(jī)的某些運(yùn)行參數(shù)提供了豐富的信息。瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號與各缸的發(fā)火做功過程是一一對應(yīng)的，它綜合反映了氣缸的工作狀態(tài)和工作質(zhì)量。用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速可判斷柴油機(jī)氣缸壓縮壓力、工作不均勻性、燃燒差異等工作

2、狀態(tài)。本文分析了影響瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的因素和測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差的原因，并在實(shí)際應(yīng)用中提出了減小測量誤差的方法。 測量的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號受到脈沖噪聲的干擾，本文使用了兩級濾波的方法來恢復(fù)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號。第一步是去除脈沖噪聲，由于去除脈沖噪聲效果較好的中值濾波方法可能會使信號的細(xì)節(jié)丟失，所以本文采用先對脈沖噪聲進(jìn)行檢測定位，然后再濾波的方法來去除脈沖噪聲。在檢測脈沖噪聲時(shí)，本文改進(jìn)了差分排序脈沖噪聲檢測法，改進(jìn)后的方法提高了脈沖噪聲檢測的準(zhǔn)確率，保

3、護(hù)了信號的細(xì)節(jié)信息。最后的濾波結(jié)果表明，改進(jìn)的方法要好于差分排序脈沖噪聲檢測法。另外，本文還提出了一種“局部平均法”來濾除脈沖噪聲，“局部平均法”在濾除脈沖噪聲的同時(shí)，也能濾除一部分低頻噪聲，所以其濾除脈沖噪聲的效果要好于中值濾波和先檢測脈沖噪聲再濾除的方法。 濾除了脈沖噪聲以后，再使用低通濾波的方法來濾除殘存的中低頻噪聲以恢復(fù)柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號。因?yàn)閺谋举|(zhì)上來說，柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號是一種非平穩(wěn)信號，所以本文還使用了具有多分辨率

4、分析功能的小波方法來恢復(fù)轉(zhuǎn)速信號，并取得了較好的去噪效果。另外，本文分析比較了使用有限脈沖響應(yīng)(FIR)低通濾波、無限脈沖響應(yīng)(ⅡR)低通濾波、零相位數(shù)字濾波器濾波和小波濾波幾種方法恢復(fù)柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。并且通過對轉(zhuǎn)速的波峰值、波谷值與其所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角的分析發(fā)現(xiàn)，若轉(zhuǎn)速所表現(xiàn)的工作均勻性越好，那么其波峰值、波谷值所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角也越理想。 燃油系統(tǒng)是柴油機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備之一，對燃油噴射的質(zhì)量和整個(gè)燃燒過程有決定性的影響