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基于模糊识别的船舶风翼回转液压系统泄漏故障诊断研究
| 论文题名： | 基于模糊识别的船舶风翼回转液压系统泄漏故障诊断研究 |
| 关键词： | 船舶风翼回转;液压系统;泄漏故障;模糊识别;船舶能效 |
| 摘要： | 风翼助航技术能够有效的利用海上风力资源，提高船舶能效，实现航运绿色化。风翼攻角决定风翼使用效率，而风翼回转液压系统作为控制风翼攻角的主要传动装置，当其发生故障时会导致风翼的使用效率降低，因此建立回转液压系统的故障诊断方法是有必要的。液压系统中最常见的故障是泄漏故障，而泄漏故障的特点是发生位置隐蔽，情况复杂，是当前液压系统故障诊断的难点所在。为了解决这一问题，本文首先通过分析风翼回转液压系统的结构原理和故障特点，建立其各关键元件及系统整体的AMESim仿真模型并进行实验验证，然后对不同形式的内泄漏故障进行了模拟，利用小波分析方法获取故障信号中包含的特征，最后基于模糊模式识别理论建立了一种风翼回转液压系统内泄漏故障诊断方法。本文具体的研究内容包括： （1）分析了风翼回转液压系统的工作原理和故障特点，针对其内泄漏故障这一诊断难点，开展了对其表现形式及产生原因的研究。分析了内泄漏故障对风翼回转性能的影响。 （2）根据风翼回转液压系统的结构组成，利用AMESim软件建立了其关键元件及整体系统的仿真模型。并且将通过仿真模型获得的仿真结果与通过实验台获得的实验结果进行对比分析，验证了所建立的仿真模型的准确性。 （3）通过改变AMESim仿真模型中换向阀、调速阀及液压马达的参数，模拟风翼回转液压系统在实际运行中发生泄漏故障时的工作状态，获取处于不同元件泄漏故障情况下的流量及压力等特征信号，在此基础上分析不同元件泄漏故障对风翼性能产生的影响及其特点。将获取的流量和压力信号通过小波包变换的方法进行分解，获得不同泄漏故障信号的能量熵值，并以此作为模糊模式识别的特征，从而为基于模糊识别的故障诊断奠定基础。 （4）基于模糊模式识别方法，利用小波包分解信号数据后获取的泄漏故障特征，构建了各泄漏模式的隶属函数及模糊集，并依据择近原则对待识别信号进行识别。建立起了风翼回转液压系统换向阀、调速阀及液压马达的内泄漏故障的诊断方法，并对其进行了准确率的检验。结果表明本文研究的模糊模式识别方法对于换向阀、调速阀及液压马达不同程度的内泄漏故障的识别率达到90%以上，能满足对风翼回转液压系统在线实时监测的需求。 |
| 作者： | 黄忠玺 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 黄连忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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