船舶柴油机供油系统故障诊断(2)

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　　(1)喷孔堵塞

　　喷孔堵塞主要原因有：喷油头积碳、燃油中混进固体杂质而引起喷孔堵塞。压力波形上表现为峰值压力明显大于正常压力波峰值，其斜度、峭度及峭度指标远大于正常压力波,说明燃油压力升高急剧;除波形指标和裕度指标外,其余指标都有明显上升。

　　(2)启喷压力降低

　　启喷压力降低主要原因有：压力调节螺钉松动、调压弹簧弹力下降或折断、工作面挤压或磨损导致弹簧预紧力下降。在压力波形上表现为压力波峰值明显下降,其峭度指标明显低于正常燃油压力波。说明波形上升较缓;在余波中可明显看出反射波较小;另外其方根幅值和平均幅值都有明显下降。其余指标如方均根值、波形指标、裕度指标和脉冲指标都有不同程度升高。

　　(3)针阀卡住

　　针阀卡住的主要原因有：喷嘴过热针阀变形、燃气从喷孔倒流入内腔、喷油柴油中杂质或喷孔附近积碳严重等而引起针阀卡住。在压力波形上表现为峰值、幅值、方差、峭度和峭度指标都远远大于正常值;其波形指标和裕度指标都远低于正常值,其余指标也有较大幅度提高。

　　(4)针阀偶件磨损

　　针阀偶件磨损主要原因有：喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的冲刷作用、柴油带入的杂质磨削作用。在压力波形上表现为其幅值、峰值指标和峭度指标均小于正常值,说明压力波上升平缓;其余指标都有不同程度升高。

　　4 压力信号的采集与特征参数的提取

　　数据采集一般流程为:传感器—信号调理箱—上位机(采集卡)，传感器是将目标信号转换为电流或电压; 信号调理箱的作用主要是对信号把信号转变为适合采集卡读取的信号;采集卡则以设定的采样频率、采集信号数据。

　　本系统中采用夹式移动高压燃油喷射压力传感器。而采集卡则采用NI公司生产的低价位多功能输入输出卡PCI-6089作为本故障诊断系统的数据采集卡，该板卡是多个模拟—数字转换器构架上创建，每个通道都有强大的处理能力和出色的精准度。与LabVIEW编程语言完全兼容，编程控制比较容易修改，且性能稳定。本故障诊断出于对经济性、灵活性、实用性多方面的考虑，采用Functions模板>>NIMeasurements子模板>>DAQmx-Data Acquisition节点来完成数据采集工作。在实际应用中使用通过DAQ-Assistant配置测量任务、通道和标定的图形化接口。

　　根据实际工作经验，常用于柴油机燃油系统状态监测与诊断的特征参数主要是峰值、方差、方根幅值、.斜度、峭度和峭度指标。

　　5 BP 神经网络故障识别

　　5.1 BP 神经网络算法BP

　　神经网络得名于BP(Back-Propagation)算法，它属于一种有监督的学习规则。对于q 个学习样本P1，P2，⋯，Pq，已知与其对应的输出样本为T1，T2，⋯，Tq。

　　学习的目的是用网络的实际输出A1，A2，⋯，Aq 与目标向量T1，T2，⋯，Tq 之间的误差来修改其权值，使Al(l=1，2，⋯，q)与期望的Tl 尽可能的接近，即使输出层的误差平方和达到最小。典型的BP 网络是三层前馈网络，即输入层、隐含层(也称中间层或特征抽取层)和输出层，如图3.5 所示的是一个简单的三层BP 网络模型(3-4-2)。图中隐含层单元与输入单元，以及和输出单元之间，通过相应的连接权逐个相互连接。W(j,i)表示输入层第i 个节点与隐层第j 个节点的连接权值，共4x3 个权值。v(k,j)表示隐层第j 个节点与输出层第k 个节点的连接权值，共2x4 个。神经元的特性函数是指激活函数与阈值函数的复合函数，通常为阈值型、分段线形型和Sigmoid 函数型。BP 神经网络采用Sigmoid 函数型。

　　BP 网络主要用于：1) 函数逼近：用输入向量和相应的输出向量训练一个网络逼近一个函数。2) 模式识别：

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