[发明专利]一种船舶发动机故障诊断系统及方法

权利要求书

1.一种船舶发动机故障诊断系统，其特征在于，包括信息采集模块、振动信号特征提取模块、信号处理模块、数据采集模块、界面显示模块、诊断模块以及船舶发动机；所述信号采集模块包括多个传感器，用于采集信号；所述信号处理模块用于将信号从时域转化到角度域；所述振动信号特征提取模块用于将振动信号进行EMD分解后进行Hilbert变化，从而得到振动信号的时频分布；所述数据采集模块用于采集数据；所述界面显示模块用于将数据采集模块采集的信号通过Labview编程实现界面显示；所述诊断模块用于对船舶发动机进行故障诊断；

所述将振动信号进行EMD分解的具体方法为：找出原数据序列X(t)所有的极大值点，并将所有的极大值点通过三次样条插值函数拟合形成原数据的上包络线；找出原数据序列X(t)所有所有的极小值点，并将所有的极小值点通过三次样条插值函数拟合形成原数据的下包络线，将上包络线和下包络线的均值记作平均包络ml，将原数据序列X(t)与所述平均包络ml做差值运算，从而得到新数据序列。

2.如权利要求1所述的船舶发动机故障诊断系统，其特征在于，所述多个传感器包括：振动传感器、转速传感器、压力传感器、声音传感器以及温度传感器。

3.如权利要求2所述的船舶发动机故障诊断系统，其特征在于，所述信号采集模块前端安装放大电路，用于将电磁信号干扰降低至预定阈值以下。

4.如权利要求3所述的船舶发动机故障诊断系统，其特征在于，所述界面显示模块包括监测系统主界面、进排气系统监测界面和发动机冷却系统监测界面；

所述监测系统主界面：用于监测发动机转速、冷却水出口温度以及振动信号；还包括与测功机控制器的通讯信号；所述通信讯号包括负载、油耗；

所述进排气系统监测界面包括：进气增压前与进气增压后的温度、压力，各缸排气温度；

所述发动机冷却系统监测界面包括：冷却水进出口温度、压力。

5.一种船舶发动机故障诊断方法，其特征在于，包括：

步骤一：使用多个传感器采集并处理多种信号；所述多种信号包括振动信号、转速信号、压力信号、声音信号以及温度信号；在处理振动信号之前还包括对振动信号的特征提取，所述特征提取具体为：将振动信号进行EMD分解后进行Hilbert变化，从而得到振动信号的时频分布；

所述将振动信号进行EMD分解的具体方法为：找出原数据序列X(t)所有的极大值点，并将所有的极大值点通过三次样条插值函数拟合形成原数据的上包络线；找出原数据序列X(t)所有所有的极小值点，并将所有的极小值点通过三次样条插值函数拟合形成原数据的下包络线，将上包络线和下包络线的均值记作平均包络ml，将原数据序列X(t)与所述平均包络ml做差值运算，从而得到新数据序列；

步骤二：将振动信号和转速信号从时域转化到角度域，所述转化使用阶比跟踪方法。

步骤三：使用数据采集卡采集数据；

步骤四：将数据采集卡采集的信号使用界面显示模块通过Labview编程实现界面显示；

步骤五：对船舶发动机进行故障诊断，所述诊断为结合神经网络与D-S证据进行诊断。

6.如权利要求5所述的船舶发动机故障诊断方法，其特征在于，所述多个传感器包括：振动传感器、转速传感器、压力传感器、声音传感器以及温度传感器。

7.如权利要求6所述的船舶发动机故障诊断方法，其特征在于，所述信号采集前还安装放大电路，用于将电磁信号干扰降低至预定阈值以下。

8.如权利要求7所述的船舶发动机故障诊断方法，其特征在于，所述界面显示模块包括监测系统主界面、进排气系统监测界面和发动机冷却系统监测界面；

所述监测系统主界面：用于监测发动机转速、冷却水出口温度以及振动信号；还包括与测功机控制器的通讯信号；所述通信讯号包括负载、油耗；

所述进排气系统监测界面包括：进气增压前与进气增压后的温度、压力，各缸排气温度；

所述发动机冷却系统监测界面包括：冷却水进出口温度、压力。