开题报告-汽车发动机失火故障诊断系统的设计与仿真

开题报告-汽车发动机失火故障诊断系统的设计与仿真
开题报告-汽车发动机失火故障诊断系统的设计与仿真

滁州学院本科毕业设计(论文)

开题报告表

课题题目汽车发动机失火故障诊断系统的设计与仿真学生姓名褚小朋

所学专业自动化

导师姓名鲁业频

报告日期2015年1月8日

滁州学院教务处制

关于本科毕业设计(论文)开题报告的规定

为切实做好本科毕业设计(论文)的开题报告工作,保证论文质量,特作如下规定:

一、开题报告是本科毕业设计(论文)的必经过程,所有本科生在写作毕业设计(论文)之前都必须作开题报告。

二、开题报告主要检验学生对专业知识的驾驭能力和研究能力,考察写作论文的准备工作是否深入细致,包括选题是否恰当,资料占有是否翔实、全面,对国内外的研究状况是否了解,本人的研究是否具有创新性等。

三、毕业设计(论文)开题报告前,学生必须根据所学专业培养目标,与教师双向选择后确定选题,在指导教师的指导下,广泛查阅文献,深入调查研究,收集资料,制定研究方案,在此基础上撰写开题报告。

四、学生设计(论文)开题前需认真填写开题报告表,并向导师提出申请,由毕业设计(论文)指导小组负责开题报告的评议。

五、毕业设计(论文)指导小组应当对开题报告进行认真评议,主要评议论文选题是否恰当,研究设想是否合理、可行,研究内容与方法是否具有开拓性、创新性,是否可以开始进行论文写作等。评议结果分为“合格”和“不合格”两种,学生开题报告评议结果须为“合格”方可开始论文写作。毕业设计(论文)指导小组不得少于3人

六、开题报告表应送交所在学院保存。

七、表中各项可自行加页。

故障诊断专家系统及其发展

综述与评论 计算机测量与控制.2008.16(9) C omputer Measurement &Control 1217 中华测控网https://www.360docs.net/doc/0b9746881.html, 收稿日期:2008-06-08; 修回日期:2008-07-16。 作者简介:安茂春(1967-),山东莱阳人,副研究员,主要从事测试与故障诊断技术的管理工作。 文章编号:1671-4598(2008)09-1217-03 中图分类号:TP182 文献标识码:A 故障诊断专家系统及其发展 安茂春 (北京系统工程研究所,北京 100101) 摘要:文章对主要的故障诊断专家系统进行了系统的归纳和分类,主要关注故障诊断专家系统在军事领域的应用;重点讨论了基于规则的诊断专家系统、基于模型的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统的技术要点、发展现状、优缺点及其在军事方面的应用;最后,对该学科的发展做出了预测,指出基于多种模型结合的诊断专家系统、分布式诊断专家系统、实时诊断专家系统是今后的发展方向。 关键词:专家系统;故障诊断;军事应用;基于规则推理;建模技术;人工神经网络;模糊推理;基于事例推理 A Survey on Fault Diagnosis Expert Systems An M ao chun (Beijing Institute o f System and Eng ineering ,Beijing 100101,China) Abstract:In this article w e present a s urvey of fault diagnosis expert system s,and categorize them into 5different types according to know ledge organiz ation m ethod and reasoning m ech anis m,w hich are ru le-b as ed fault diagn osis expert system,model-based fault diagnosis ex pert system,n eural netw ork fault diagnosis exp ert sy stem,fuz zy fault diagn osis expert system and cas e-based fault diagn os is expert sys -tem,for each type w e describ e its techn ical pr op erties,curren t status,ad vantag es and disadvantages,and application s in military field.At the end of th is article,w e point out that hybrid model-based,distributed and real-time diagnosis expert sys tems are fu tu re direction s. Key words:ex pert sys tem;fault diagnosis ;military application;rule -b as ed reasoning;modelin g;artificial neural netw or k;fuzzy reasonin g;ease-b as ed reasoning 1 故障诊断专家系统及其分类 专家系统(Ex per t Sy st em,ES)是人工智能技术(A rt if-i cial I ntelligence,A I)的一个重要分支,其智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。 故障诊断技术是一门应用型边缘学科,其理论基础涉及多门学科,如现代控制理论、计算机工程、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别等。故障诊断的任务是在系统发生故障时,根据系统中的各种量(可测的或不可测的)或其中部分量表现出的与正常状态不同的特性,找出故障的特征描述并进行故障的检测与隔离。 故障诊断专家系统是将专家系统应用到故障诊断之中,可以利用领域知识和专家经验提高故障诊断的效率[1]。目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛,如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XM AN [2],N A SA 与M IT 合作开发的用于动力系统诊断的专家系统,英国某公司为英美军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统[3]等,此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断专家系统。 根据知识组织方式与推理机制的不同,可将目前常用的故障诊断专家系统大致分为基于规则的诊断专家系统、基于模型 的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统。 2 故障诊断专家系统对比分析 2 1 基于规则的诊断专家系统 在基于规则的诊断专家系统中,领域专家的知识与经验被 表示成产生式规则,一般形式是:if<前提>then<结论>其中前提部分表示能与数据匹配的任何模型,结论部分表示满足前提时可以得出的结论。基于规则的推理是先根据推理策略从规则库中选择相应的规则,再匹配规则的前提部分,最后根据匹配结果得出结论。 基于规则的诊断知识表达方式直观、形式统一,在求解小规模问题时效率较高,并且具有易于理解与实现的优点,因而取得了一定成功。20世纪90年代,国外在军用水压系统、电力供应网络等方面进行了应用。 但是,对于复杂系统,所观测到的症状与对应的诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取规则有着相当的难度,且诊断时只能对事先预想到的并能与规则前提匹配的事件进行推理,存在知识获取的瓶颈问题。2 2 基于模型的诊断专家系统 在基于模型的诊断专家系统中,领域专家的专业知识包含在建立的系统模型中,这种基于模型的诊断更多地利用系统的结构、功能与行为等知识。相比基于规则的诊断专家系统,这种诊断方式能够处理预先没有想到的情况,并且可能检测到系统存在的潜在故障。这类系统的知识库相对容易建立并且具有一定的灵活性,已应用于航天器动力燃烧系统故障诊断等方面。

基于MATLAB故障诊断系统设计

摘要 随着对自动化设备的安全性、可靠性以及有效性要求的提高,故障诊断技术受到人们的重视,已成为国内外自动化控制界的热点研究方向之一。故障诊断是对控制系统进行故障检测与诊断,并对故障的原因、故障的频率、故障的危害程度及故障的趋势预测等内容进行分析判断,为确诊故障点、及早采取维修、防护等补救措施提供科学的决策依据。 随着科学技术进步,过程工业生产装置的结构日趋复杂,逐渐从单变量系统发展到以多变量系统为主,通常具有非线性、时变性、强耦合性及结构和参数的不确定性,这类系统和设备一旦发生故障,排除的时间增长,不仅造成巨大的经济损失,甚至造成人员伤亡和环境污染,因此传统的故障诊断方法已无法满足要求。 由于大多数过程工业难以建立精确的数学模型,基于数学模型的故障诊断方法在实际应用中遇到了较大的困难。多元统计过程控制的故障检测与诊断方法不依赖于系统的数学模型,因此该方法更具实用性。基于主元分析的工业过程故障诊断方法,由于充分利用了主元分析算法在处理线性数据时可对其降维的作用,使得对多变量生产过程的监测可在低维变量空间实现。本文对基于主元分析的故障诊断方法进行了系统、深入的研究。 关键字:故障诊断;主元分析;过程工业

Abstract With the increasing requirement on safety, reliability and effectiveness of automation devices, study on the problem of fault diagnosis has received great attention and been one of the most active research topics. Fault diagnosis is doing fault monitoring and diagnosis for monitor and control system. It also analyzes fault source, frequency, severity, tendency etc., and provides scientific decision-making basis in order to confirm fault, take remedies, such as timely maintenance and defense. With the development of science and technology, the process industrial production installment's structure is getting more and more complex, and develops gradually from the single variable system to the many-variable system primarily. Since it is usually highly nonlinear, time-varying, seriously coupling and its structure parameters are uncertain, traditional fault diagnosis method can’t satisfy the demand. Once this kind of system and equipment comes about malfunction, it will take a long time to be solved and lead to a large amount of economic loss, even human injuries or environmental problems. It is difficult to found precise math-model in many industry processes, the fault detection method base on math model has much more difficulty actually application. The method of fault detection and diagnosis based on MSPC (Multivariate Statistics Process Control) doesn’t depend on the math model of system. The method of fault detection based on PCA (Principal Component Analysis) making full use of PCA algorithm well and it has the function of declining the dimension while handing line related data. It can make the monitor process carrying out from multivariate space into the low dimension. The main purpose of this thesis is to make further study on the fault diagnosis based on PCA. Keywords: Principal Component Analysis; Fault detection; Process Industry

最新汽车发动机故障诊断与排除教案

发动机故障诊断与排除教案

常见车型故障码调取与清除 教案内容 一、日本丰田车系 1.调取故障码 普通方式调取故障码:打开点火开关,不起动发动机,用专用跨接线短接故障诊断座上的“TE1”与“E1”端子,仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”即闪烁输出故障码。 2.清除故障码 故障排除后,将ECU中存储的故障码清除,方法有两种:一是关闭点火开关,从熔丝盒中拔下EFI熔丝(20A)10s以上;二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上,但此种方法同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。 二、日本日产车系 随车型不同,故障码的调取与清除分三种不同方式: 1.如果在主电脑侧有一红一绿两个指示灯,另有一个“TEST”(检测)选择开关,调取故障码时,先打开点火开关,然后将“TEST”开关转至“ON”位置,两个指示灯即开始闪烁。根据红绿灯的闪烁次数读取故障码,红灯闪烁次数为故障码的十位数,绿灯闪烁的次数为故障码的个位。清除故障码时,将“TEST”开关转至“OFF”位置,再关闭点火开关即可清除故障码。主电脑位于仪表盘后或叶子板后。 2.如果在主电脑侧只有一个红色显示灯,另有一个可变电阻调节旋钮孔,调取故障码时,先打开点火开关,然后将可变电阻旋钮顺时针拧到底,等2 s后再将可变电阻旋钮逆时针拧到底,红色显示灯即开始闪烁输出故障码。每次操作只能输出一个故障码,有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时,将可变电阻旋钮顺时针拧到底,等15s 后再逆时针旋到底,再等 2 s后关闭点火开关即可清除故障码。 3.如果仪表盘上有故障指示灯“CHECK ENGINE”,则可通过短接诊断座上的相应端子调取故障码,日产车系故障诊断座位于发动机盖板支撑杆上方的熔丝盒内,有12端子和14端子两种,调取故障码时,先打开点火开关,然后取出12端子或14端子诊断座,并用跨接线短接诊断座上“6#”和“7#”端子(14端子诊断座)或“4#”和“5#”端子(12端子诊断座),等2s后拆开短接导线,仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码(波形见下图)。每次操作只能输出一个故障码,有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时,将诊断座右上侧的两个端子短接15s以上,再关闭点火开关即可清除故障码。 日产车系故障码输出波形

汽车发动机连杆螺栓热处理工艺设计分析解析

金属材料热处理原理与工艺课程设计40Mn发动机连杆螺栓热处理工艺设计 院、部: 学生姓名: 学号: 指导教师:职称 专业: 班级: 完成时间:

摘要 综述了发动机连杆螺栓的工作环境,使用性能,失效形式,连杆螺栓材料的选择,热处理工艺等。主要就连杆螺栓的热处理工艺做了详细的分析,通过大量的实验得出了连杆螺栓材料热处理后的金相组织图等资料。分别对球化退火、淬火、回火过程中组织、硬度的的变化做了分析。并就实验中出现的问题作了分析,以供参考。 关键词:连杆螺栓热处理;等温退火;淬火;回火;问题分析

目录 摘要............................................................................................................................................. I 前言. (1) 1 连杆螺栓的使用性能 (1) 2 材料选择及技术要求 (1) 2.1.螺栓的热处理工艺规范 (2) 2.2材料的选择 (2) 3 热处理工艺及目的 (3) 3.1退火 (3) 3.2正火 (3) 3.3淬火 (4) 3.4回火 (4) 4 设计说明 (4) 4.1失效形式 (4) 4.2工作要求 (4) 4.3结构钢40M N的化学成分 (5) 4.3.1 主要特性 (5) 4.3.2 材料分析 (5) 4.3.3 力学性能要求 (6) 4.3.4 基于材料的零件设计 (6) 4.5热处理工艺说明 (7) 5 设计方案 (8) 5.1正火 (8) 5.2调质处理 (8) 5.3回火的制定 (9) 6 螺栓的热处理质量检测 (9) 6.1硬度计 (9) 6.2外观检测与金相组织检验 (9) 7 螺栓热处理回火缺陷的原因及解决方案 (10) 参考文献 (11)

汽车故障诊断专家系统的研究和设计

摘要 本文介绍了汽车故障诊断专家系统的基本结构及其开发的基本方法,论述了汽车故障诊断专家系统软件的开发研究的意义和设计中的难点,针对汽车故障的复杂性特点模拟经验丰富的维修专家的诊断思路及方法,利用Delphi7进行编程,建立友好的人机界面,依据计算机数据结构原理,采用故障树的数据结构和关系数据库原理完成知识表示建立完善的知识库,实现了确定性故障诊断所需的知识库和推理机。从而可使用户通过人机对话的形式方便、快速、准确地找出故障原因,大大地提高汽修行业的效益及汽车的使用寿命。 关键字:汽车故障诊断专家系统

The paper introduces Automobile Fault Diagnosis Expert System of basic structure and development of basic methods. Discusses the software of Automobile Fault Diagnosis Expert System 's research meaning and the difficulty in the design. Aiming at the complexity characteristic of the fault ,simulating the way that experienced diagnosis maintenance of expert thinking, using Delphi7, established friendly human-machine interface. According to the principle structure data of the computer , adopt the fault tree's data structure and relation theories of database to accomplish the representation of knowledge, and realized the uncertainty of knowledge base for fault diagnosis and reasoning machine. The user could find fault convenient, fast and accurately through the man-machine dialogue form , greatly improve the automobile industry's efficiency and the automobile's service life. Key words:automobile fault diagnosis expert system

电动机故障诊断系统设计毕业设计

电动机故障诊断系统设计毕业设计 目录 第一章绪言 (1) 第一节电动机的发展 (1) 第二节电动机的结构及分类 (2) 第三节电动机的原理 (5) 第二章电动机的用途及常见故障 (6) 第一节电动机的运行方式及参数 (6) 第二节电动机的用途 (7) 第三节电动机的常见故障及维修 (8) 第三章电动机的故障诊断 (15) 第一节电动机的故障诊断方法 (15) 第二节PLC原理介绍及设备总体结构介绍 (15) 第三节电动机的故障分析 (19) 第四节电动机故障检测系统设计 (19) 第五节硬件设计 (21) 第六节软件设计 (24) 第四章电动机的电气保护及维护 (28) 第一节电动机的电气装置保护 (28) 第二节电动机的日常维护 (31) 结论 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 附录 (38)

第一章绪言 第一节电动机的发展 电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的,反过来,电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电动机的基本结构变化不大,但是电动机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机,控制电动机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电动机学科的一个独立分支。 电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械。 在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程,交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。

基于SAE J1939的自卸车故障诊断专家系统设计

基于SAE J1939的自卸车故障诊断专家系统设计 【摘要】基于SAE J1939的便携式自卸车故障诊断专家系统。该系统上位机通过CAN总线获得车辆自检信息,通过故障诊断专家系统根据自检信息对知识库进行搜索匹配,诊断推理,得出故障诊断结论,并给出相应的排除故障的措施和维修意见。 【关键词】SAE J1939 自卸车故障诊断专家系统 自卸车辆在钢铁、煤炭开采运输领域应用广泛。随着国内外大型露天矿山规模的不断扩大,自卸车在年开采量1000万吨级以上大型露天矿山的运输设备中起着举足轻重的作用。然而自卸车辆出现故障后,往往严重依赖维修人员的经验和专业熟练程度,测试和平均维修周期长,甚至很难发现故障部位。本系统基于SAE J1 939CAN总线,可加快故障诊断快速性、准确性,实现故障诊断的智能化。[1] 1 总体设计方案 根据自卸车辆功能划分若干检测子系统,例如发动机检测系统、动力传输检测系统、温度检测系统和照明检测系统等。每个子系统作为一个独立的节点接入CAN网络。网络连接后,上位机(PC)对下位机发送检测指令,下位机将检测信息反馈到上位机进一步处理。上位机接收检测信息,利用专家故障诊断系统对检测信息进行分析推理,最终生成故障诊断报告供检修人员参考。 该系统主要由五大部分组成:检测子系统、CAN总线及接口、USB-CAN适配器、上位机PC和专家系统应用程序。其中USB-CAN适配器和专家系统应用程序是我们主要设计部分(见图1)。 2 CAN总线和1J1939协议 控制器局域网络(CAN)是德国Robert Bosch公司在20世纪80年代初为汽车业开发的一种串行数据通信总线。具有高的保密性,有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。[2] J1939协议以CAN2.0B协议为基础,通讯速率最高可达250 kbps。采用协议数据单元PDU(Pro—tocol Data Unit)传送信息,每个PDU相当于CAN 协议中的一帧。J1939在通讯中是负责数据传输的传输协议,其功能分为数据的拆分打包和重组及连接管理两部分。PDU由29位标识符和0~8个字节的数据所组成,(如表1)。[3] 3 适配器设计 3.1 USB-CAN适配器硬件电路设计(见图2)

基于PLC电机故障诊断系统设计

基于PLC电机故障诊断系统设计 摘要:随着经济的高速发展,现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想,PLC可编程逻辑控制器(PLC)是实现自动化操作的基础。一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理,保证了生产设备的正常运转。PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度,同时也是衡量自动化控制的智能化指标。PLC 对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。 关键词:PLC电机故障诊断系统设计 中图分类号:TM57 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)06-0278-02 在当下的工业生产过程中,PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用,是实现工业自动化控制的中间力量。PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性,PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。 一、电机系统的组成和工作原理 PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组

成[1]。上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。PLC 通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。上位计算机通过对故障原因进行分析和判断,分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。人机界面给出故障点解释故障的诊断结果,并在人机界面给出相应排除故障的建议。电机故障诊断系统的框架图如下: 当操作人员按下生产系统的开机按钮后,PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断,如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动,并且伴随报警,反之则启动成功。电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起,反之则电机出现故障。在生产设备运行过程中,PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障,PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。在关机时,PLC接到关机命令后,断路器跳闸(电机“开/关”指示灯灭),故障声光报警后,按下报警复位按钮进行系统复位完成关机动作[2]。 二、PLC的组成 PLC的组成主要包含:中央处理器、存储器、输入/输出模块、电源、外部设备接口及输入/输出扩展单元等组成。它

毕业论文---基于PLC的电机故障诊断系统设计

毕业论文---基于PLC的电机故障诊断系统设计

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编号: 毕业论文(设计) 题目基于PLC的电机故障诊断系统设计 指导教师贺廉云 学生姓名周峰 学号 201021703041 专业机械设计制造及其自动化 教学单位德州学院机电工程系 时间 2012年4月15日

德州学院毕业论文(设计)开题报告书 2012年 4月 15日 院(系) 机电工程系专业机械式及制造 姓名 周峰学号201021703041 论文(设计)题目 基于PLC的电机故障系统设计 一、选题目的和意义 目的:绞车是配套钻机来使用的,适用于各种井下作业。但是,在使用过程中,电子刹车经常出现故障,自动暴死,电机出现空转容易烧坏。为了避免电机烧坏和人员伤亡,在绞车上安装了PLC检测系统。因此,本文简单介绍了国内电机故障诊断系统设计,以及存在问题,同时介绍了可编程控制器的工作原理,选型依据。设计了一种基于PLC电机故障诊断系统设计,详细介绍了所选用的西门子S7-200 PLC以及同类型的S7-300 S7-400PLC,根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配,并且编写系统运行的梯形图。准备开机时,按下开机按钮后,首先检测断路器状态,如果断路器初始状态为闭合,电机无法启动,并且声光报警。如果断路器初始状态为断开,断路器合闸,电机开始启动。在启动过程中,若发生一级故障,PLC进行相应的保护动作。启动完成后,“电机开/关指示灯”亮,电机正常运行。运行过程中,PLC依次循环检测电机是否发生相间短路、断相、低电压、单相接地、过负荷、过电流等故障,若有发生,PLC进行相应保护动作。关机时,PLC接到关机命令后,断路器跳闸,“电机开/关机指示灯”灭。故障声光报警后,按“报警复位按钮”复位。 本设计选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计。 二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势 1、国内外PLC发展现状和发展趋势: PLC自问世以来,经过40多年的发展,在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前,世界上有200多个厂家生产PLC,较有名的:美国:AB通用电气、莫迪康公司;日本:三菱、富士、欧姆龙、松下电工等;德国:西门子公司;法国:TE 施耐德公司;韩国:三星、LG公司等。

嵌入式智能故障诊断系统设计

嵌入式智能故障诊断系统设计 摘要:针对传统的故障诊断方法精度不高,实时性不好的问题,在嵌入式系统 环境下进行故障实时诊断系统的优化设计。本文首先分析了机械状态监测及故障 诊断的相关理论,然后详细分析了嵌入式智能故障诊断系统的设计与实现。实验 结果表明,采用该故障诊断系统进行滚动轴承故障实时检测非常便捷实用又适于 后续联网管理。 关键词:嵌入式系统;滚动轴承;故障诊断;硬件系统 引言 随着现代科技的不断发展,机械设备早已不是一个纯机械装备,而是融合了自动控制、 液压与气压传动等技术的结构和功能都十分复杂的系统。这给机械运行状态的监测和故障诊 断提出了越来越高的要求。机械运行过程中发生的故障不仅会导致重大经济损失,还可能给 人身安全带来极大威胁。因此,实时监测机械设备的运行工况并及时诊断故障,对经济效益 和社会效益的提高都有极其重要的意义。 1 机械状态监测和故障诊断的相关理论 机械诊断技术是通过监测机械设备运行状况,发现故障并预报故障发展趋势,诊断故障 类型及故障原因,确保机器正常运转的技术。目前,普遍采用的机械诊断技术有振动监测、 油液监测、噪声监测和无损探伤等。油液光谱分析技术通过分析机油中的金属颗粒物浓度, 能准确判断机械设备传动系统是否存在磨损型故障隐患。无损探伤技术利用物质的光、磁和 电等特性,能够在不损坏工件或改变机械设备运行状态的前提下准确完成机械部件工况的监测。 故障机理分析是机械诊断的关键。故障机理是在理论研究和实验分析的基础上得到的反 映故障信号和机器参数关系的表达式。从采集到的机械设备的状态信号,它能方便诊断出故 障的位置。这些状态信号通常是机械设备运行过程中表现出来的物理或化学现象,如机械振动、运行噪声、机器温度、油压波动、功耗增多和异常气味等。机械运行状态监测是通过各 种传感器采集机械设备运行过程中的物理或化学状态信号,并据此诊断故障的类型及原因。 故障信号的提取与处理是机械诊断中的重要步骤。通过分析传感器采集到的反映机械设备运 行状态的信号,提取出机械故障特征信息,从而为故障类型和故障原因的准确诊断提供可靠 的依据。信号处理方法经历了从时域分析到频域分析,再由频域分析到时频域分析的发展过程。频域分析将采集到的机械状态信号从时域变换到频域。典型的频域分析法有基于快速傅 里叶变换的经典谱估计法和现代谱估计法。时频分析技术同时在时域和频域分析机械非平稳 信号,其中Wigner-Ville时频分布等时频分析技术在机械诊断中得到了普遍应用。 2 嵌入式智能故障诊断系统设计 本系统将整体结构分为四层,包括管理层、功能层、推理层和数据层。管理层主要负责 整个系统的管理机制与通信机制。决策需要通信的Agent双方需要对话,还是需要进行知识 的交换。二是要Agent之间的关系作出判断。Agent之间的交互有两种关系:正关系和负关系。正关系表示Agent的规划有重叠的部分,或某个Agent具备其他Agent不具备的能力, 各Agent可通过管理层的协调获得帮助,负关系会导致冲突。管理层要进行协调,达到冲突 的消解的目的。功能层是多Agent诊断系统的核心层。主要包括知识处理、特征提取、实时 监控、故障诊断与故障决策等功能组件。推理层处于数据层和功能层之间。主要提供各功能 组件所需的知识或数据,并对推理机制进行定义。数据层包括数据库、知识库与扩展知识库 三个方面。数据库主要用于存储由传感器获得的各种信息,知识库为众多相关领域的专家的 经验总和。扩展知识库主要是为系统的日后扩展诊断功能留下接口。在管理层中主要有两个Agent:管理Agent和数据传输Agent。管理 Agent负责协调各Agent和通信,数据传输Agent 负责与后台计算机上的通信Agent之间传输巡检数据。具体诊断时,数据采集子系统将被诊 断设备的运行状态、参数等数据采集输入到诊断系统,一方面提供给PC端显示,另一方面,将数据提供给诊断方法 Agent,形成诊断请求。管理Agent对诊断请求进行任务分解,得出 多个子任务,再根据对诊断Agent的认识,将诊断任务分配给适当的诊断Agent。管理Agent 还要负责诊断Agent间的工作协调、协作和借助于KQML语言通信,以及将各诊断Agent的

基于神经网络异步电动机故障诊断

摘要 主要阐述了BP 神经网络在直流电动机故障诊断方面的应用。内容包括BP 神经网络的建立, 基于Matlab simulink的网络仿真三相异步电动机的运行状况直接影响到生产的正常进行,因此研究电机故障诊断技术,具有重大的理论意义和社会经济效益。 针对三相异步电动机的接地短路的外部故障,提出了一种基于BP神经网络的故障诊断方法,然后利用FFT 分析, 将振动信号的频谱分析作为神经网络的训练样本。对所采集异步电动机的定子转矩电流进行数据预处理与特征提取、归一化后,把这些特征参数作为神经网络的输入,经过学习训练,以判断系统状态,识别系统的故障。 通过选择足够的故障样本来训练神经网络, 将代表故障的信息输入训练好的神经网络后, 由输出结果就可以判断发生的故障种类。仿真和测试结果表明了该方法的有效性和正确性。 关键词:三相异步电动机;故障诊断;神经网络;BP算法

Abstract The application of BP neural network in the fault diagnosis of motor is explained. It contains setting up of the network and the network simulation based on Matlab simulink under the programming language environment .As the working status of the three-phase asynchronous motors directly impact on the daily order of production activity,it is very important to investigate the fault diagnosis techniques for the three—phase asynchronous motors. So it is of great theoretical and socio-economic benefits to study on electrical fault diagnosis technology. Aim at the faults of there-phase asynchronous motors such as ground fault, brings out one method of fault diagnosis based on BP neural network, then by FFT analysis, the frequency information of vibration is used as the training specimen of neural network. This method used characteristic information of asynchronous motor such as stator current finishes data preprocessing,feature extraction,and normalization. Then it uses these characteristic parameters as the inputs of the neura1 network,studies and trains,judges the state of system,and recognizes the fault of system. When symptoms that represent faults are input to the t rained neural network, the type of fault can be determined in the output of the neural network. The simulation and the test results point out its validity and correctness. Keywords: three-phase asynchronous motors; faults diagnosis; neural network; BP arithmetic

(完整版)汽车故障诊断方案分析系统的开发

交通部西部交通建设科技项目 交通编号: 合同号:2001 398 365 76 单位编号: 密级:内部 分类号:U47 U48 汽车故障诊断分析系统的开发 研究报告简本 承担单位:中国汽车维修行业协会 项目负责人:康文仲 起止年限:2001年10月至2003年8月

二○○三年八月 目录 第一章绪论 (2) 第二章课题的研制进程 (3) §2-1硬件课题的研制进程 (3) §2-2软件课题的研制进程 (10) 第三章结论与建议 (14) 致谢 (14) 参考文献 (15)

第一章绪论 一、课题背景及必要性 汽车安全、节能及污染控制已成为我国汽车工业发展的三大主题,国家积极推荐汽车生产企业使用汽车电子技术、新工艺、新材料,一批新技术已在汽车上广泛采用:如,电控燃油喷射装置(EFI)、自动变速器(AT)、防抱死装置(ABS)、安全气囊系统(SRS)、车轮差速控制系统(ATA)、空调系统(AC)、电子巡航导向控制系统(CCS)等;传统的检测、诊断技术和设备就已不能满足现代光—机—电一体化的汽车检测、维护及诊断修理的需要。 为了适应现代汽车的检测、诊断和维修技术的发展,解决在用汽车安全、节能和污染控制等问题,就需要开发一套适合中国国情的适用于汽车检查维护(IM)制度的检测、诊断设备。与此同时,相应的软件建设,诸如现代化的管理软件、与时俱进的行业政策和提高行业从业人员素质的培训体系等也是我们亟待研究解决的问题。 二、课题研究意义 本课题的立项研究的意义在于通过汽车检测、诊断维修设备的研究,可以提高我国西部汽车维修行业的技术水平、推进汽车维修质量、防治汽

车排放污染;通过建立西部地区道路运输车辆技术管理指标系统可构筑全国统一的道路运输车辆技术管理的技术规范;通过改进维修管理工作模式,正确引导我国汽车维修业的持续健康发展;通过建立汽车维修业职业培训体系可以提高行业从业人员的整体素质,从而推动行业的整体进步。 第二章课题的研制进程 §2-1 硬件课题的研制进程 一、汽车电控系统故障综合分析诊断仪和故障诊断模块的浓缩化的开发研究 汽车电控系统诊断仪在国际市场已被广泛的使用,国外性能先进的几类产品有美国OTC公司的IMPORT2000,TECH-II;美国Snap-on的ScannerMi-2500;德国的Audivw1553;瑞典Sweden Autodiagons ltd 的Multi-Tester Pro等,在国内也有几家公司生产的几十种品牌。但国外产品有未汉化的障碍,即便是汉化了的其性价比也比较差,而国内的产品在性能上有待提高,并存在着储存资料少(特别是进口车型)的问题。因此研制一种既能满足我国进口轿车多、品牌多、车型复杂的现状,又能有着良好性价比的电控系统诊断仪就显得十分必要。 广西梧州三原高新技术有限公司研发的汽车电控系统诊断仪结合我国汽车发展的现状,实现了对欧洲、美国、亚洲(日、韩)、和国产的四大车系的ENG引擎系统,自动变速箱(AT)系统,防抱刹车(ABS)系统

发动机连杆设计说明书

广东技术师范学院天河学院 汽车制造工艺学 课程设计说明书 课题: — 姓名: 学号: 班级: 指导教师:

二〇年月 · 汽车制造工艺学课程设计任务书

目录 ( 序言 (1) 一、生产纲领及零件说明 (2) 二、材料与毛坯 (3) 三、连杆的技术要求 (4) 四、加工工艺路线 (5) 五、指定工序加工余量、计算工序尺寸及公差 (6) 六、指定工序切削用量和工时定额 (6) 七、指定工序专用夹具设计 (7) ( 参考文献 (9)

: 序言 《汽车制造工艺学课程设计》是我们学习完大学阶段的汽车类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合的课程设计,它是将设计和制造知识有机的结合,并融合现阶段汽车制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用,而进行的一次理论联系实际的训练,通过本课程的训练,将有助于我们对所学知识的理解,并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。 对于本人来说,希望能通过本次课程设计的学习,学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来,并应用于解决实际问题之中,从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力;同时,又希望能超越目前工厂的实际生产工艺,而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中,为改善我国的汽车制造业相对落后的局面探索可能的途径。但由于所学知识和实践的时间以及深度有限,本设计中会有许多不足,希望各位老师能给予指正。

】 ' 一.生产纲领及零件说明 1. 生产纲领 发动机连杆零件,年产量为30000件,现已知该产品属于轻型机械,根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献,确定其生产类型为大批量生产。 大批量生产的工艺特征: 】 (1)零件的互换性:具有广泛的互换性,少数装配精度较高处,采用分组装配法和调整法。毛坯的制造方法和加工余:广泛采用金属模机器造型,模锻或其他商效方法。毛坯精度高,加工余量小。 (2)机床设备及其布置形式:广泛采用商效专用机床及自动机床,按流水线和自动排列设备。 (3)工艺装备:广泛采用高效夹具,复合刀具,专用量具或自动检验装置,靠调整法达到精度要求。 (4)对工人的技术要求:对调整工的技术水平要求高,对操作工的技术水平要求较低。 (5)工艺文件:有工艺过程卡或工序卡,关键工序要调整卡和检验卡。 (6)成本:较低。 (7)生产率:高。

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