基于经验模态分解与小波阈值降噪结合的柴油机故障诊断

【摘要】柴油机是热效率较高并且在工农业、交通运输、国防领域内应用最广泛的热力发动机。柴油机一旦某一部分或者某一环节发生了故障，会直接或间接造成重大的经济损失，甚至危及生命安全。因此，对柴油机的故障诊断技术研究向来是人们潜心研究的一大难题。本文对基于经验模态分解与小波阈值降噪结合的柴油机故障诊断作了深入的研究。在深入学习和研究柴油机的原理和构造、柴油机故障类型和机理的基础后，确定振动数据采集方案并且利用实验装置采集了柴油机在不同故障条件下的振动信号。在深入理解振动信号特性基础上，对比了小波和傅里叶对波形分析的效果，对比了几种小波降噪的效果。本文研究了经验模态分解方法，并将其与小波阈值相结合同时对波形处理前后效果和参数进行了对比，也对选取不同分解层的效果进行了最优选择的研究，意在充分挖掘出原始信号中的特征信息。同时提出对相对能量法提取的特征值用可变精度粗糙集对其进行优化以实现柴油机诊断的高效性。最后，研究了BP和RBF两种网络在柴油机故障识别中的应用，从而提出一条最优方案其思路，如下：首先，利用经验模态分解和小波阈值降噪结合的相关理论对柴油机在1800rpm，测点14，正常、断油、漏油、供油提前角增大、空气滤清器堵塞五种工况的振动信号进行提取了信息丰富的IMF分量，并对其进行了阈值降噪之后提取相关特征值；其次，利用可变精度粗糙集解决了特征参数的不完备、冗余、相互矛盾，实现特征参量的优化，实现了在不丢失信息量情况下，用少量属性值，就可以有效对柴油机进行故障诊断；最后，应用具有优越性的径向基函数（RBF）神经网络进行诊断。
【作者】李文娟；
【导师】姚竹亭；
【作者基本信息】中北大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】柴油机；经验模态分解；小波阈值降噪；可变精度粗糙集；人工神经网络；

【参考文献】
[1]吴统贵,陈步峰,肖以华,潘勇军,陈勇,萧江华.珠江三角洲3种典型森林类型乔木叶片生态化学计量学[J].植物生态学报,2010,01:58-63.
[2]余江,周红阳,王斌,郭琦,张楠.南方电网中性母线过电压保护的反事故措施[J].电力系统自动化,2010,09:95-98.
[3]肖延辉.基于矩阵分解的图像表示理论及其应用研究[D].北京交通大学,2014.
[4]陈星.碳纳米管表面印迹固相萃取材料的制备及应用研究[D].吉首大学,2013.
[5]邓伟龙.章学诚文论思想研究[D].湖南师范大学,文艺学,2004,硕士.
[6]谢凤.新型农村养老保险基金管理研究[D].山西财经大学,社会保障,2013,硕士.
[7]刘宇飞.辽宁卫视新笑林专栏品牌战略研究[D].哈尔滨理工大学,工商管理,2012,硕士.
[8]王清静,张会敏,高榕穗,李振翠,张永昌,冯友军.坚持方见惊喜:评“2014年拉斯克奖”[J].科学通报,2014,36:3539-3546.
[9]徐丽君.民俗文化旅游纪念品开发的“地方性”价值研究[D].大连海事大学,企业管理,2013,硕士.
[10]张蕾.光接入局端设备访问控制技术相关问题的研究[D].武汉邮电科学研究院,通信与信息系统,2012,硕士.
[11]姚承伟.融资约束对企业出口行为的影响[D].华中科技大学,国际贸易学,2012,硕士.
[12]张刘胜.基于DSP的嵌入式数字仪表识别系统[D].浙江工业大学,2008.
[13]杨秀金.社会工作介入农村社会救助制度的可行性探究[D].内蒙古师范大学,社会工作（专业学位）,2013,硕士.
[14]李玉杰.农业产业化中的税收政策研究[D].西北农林科技大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[15]杜学文.基于并行工程的数控CAD/CAM辅助加工平台的开发研究[D].广西大学,机械电子工程,2004,硕士.
[16]郑泳凌.计算智能在控制、优化和决策中的应用研究[D].浙江大学,系统工程,2004,硕士.
[17]侯跃谦.PWS-100型电液伺服动静万能试验机动态分析[D].长春理工大学,机械工程,2004,硕士.
[18]张北公.银行业履行员工社会责任对应届毕业生组织承诺的影响分析[D].首都经济贸易大学,劳动经济学,2013,硕士.
[19]徐光福,陆于平,吴崇昊,王联合.多采样率信号处理在数字化变电站差动保护中的应用[J].电力系统自动化,2007,21:44-48.
[20]何利.桑树NBS类抗病基因的克隆与表达分析[D].江苏科技大学,养殖（专业学位）,2014,硕士.
[21]汪雪锋,朱东华,胡望斌.技术监测方法在纳米技术领域的应用研究[J].科研管理,2005,04:40-44.
[22]孙彦广,刘晓强,顾佳晨,张强.制造执行系统中成本管理控制[J].冶金自动化,2004,03:18-21.
[23]徐浩.混凝土动态计算本构新模型[D].中国科学技术大学,2013.
[24]冯鉴,姚敏.知识管理方法论[J].计算机工程与设计,2004,02:177-179+187.
[25]李小立.PDF417条形码识别技术研究[D].中南林业科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[26]陶甲.私营企业主政治参与问题研究[D].曲阜师范大学,政治学理论,2013,硕士.
[27]陈欣.南通第四纪地层划分对比与断裂构造活动性分析[D].中国地质大学（北京）,第四纪地质学,2013,硕士.
[28]杜华.期刊编辑的坚守与创新[J].齐齐哈尔大学学报(哲学社会科学版),2014,04:142-143.
[29]张文学.生化抑制剂对稻田氮素转化的影响及机理[D].中国农业科学院,植物营养学,2014,博士.
[30]刘秋彤.基于多元统计的上市公司业绩分析[D].重庆大学,应用统计（专业学位）,2014,硕士.
[31]范富国.北京地铁5号线磁器口车站中洞法施工技术[J].城市轨道交通研究.2004(04)
[32]张莉华.复方盐酸曲马多缓释双层片质量研究及生物等效性研究[D].浙江工业大学,制药工程,2012,硕士.
[33]薛锋.江苏农村青年劳动力转移就业的研究[D].南京农业大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[34]刘畅.基于无线传感器网络的主动物流状态跟踪系统设计与实现[D].华中科技大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[35]刘勋.干法下出料振冲制桩监控系统设计[D].陕西科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[36]顾鸣祺.余热锅炉计算机控制系统设计与开发[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[37]权秀贤.用社会主义核心价值体系引领多样化社会思潮的研究[D].南京师范大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[38]邓宇航.高压下四碘化锗的光分解反应及铕银共掺杂的焦硅酸钇的荧光[D].中国科学技术大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[39]龙成萍.河北省中小学校本课程开发困境及对策研究[D].河北师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[40]沈启超.VMI下需求受库存影响的供应链协调机制[D].湖南工业大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[41]施海燕,宣勇,唐根年.中国高技术产业空间集聚及其适度性检验[J].工业技术经济,2013,05:59-68.
[42]马娟.数字式大气数据计算机的软件设计与实现[D].西安电子科技大学,电子与通信,2012,硕士.
[43]赵世杰.大型磨齿机数控系统二次开发[D].哈尔滨工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[44]李冰莲.燃料电池轿车减速器齿轮可靠性设计与分析[D].上海理工大学,车辆工程,2013,硕士.
[45]孟斌.人工合成细交链孢菌酮酸的除草生物活性评价[D].南京农业大学,植物学,2013,硕士.
[46]陈庆华.论《威尼斯商人》社会性戏剧冲突及其教学策略[D].华中师范大学,学科教学论,2003,硕士.
[47]何才斌.群体性突发犯罪事件研究[D].广西师范大学,法学理论,2013,硕士.
[48]MorozovaElena（伊莲娜）.中俄合资企业跨文化管理研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2014,硕士.
[49]赵云飞.便携式手机供电装置的研究[D].天津大学,电气工程,2013,硕士.
[50]李夏.使命陈述与企业财务绩效关系的研究[D].山东财经大学,企业管理,2013,硕士.