柴油机爆震故障识别方法、装置、存储介质和电子设备
本申请公开了柴油机爆震故障识别方法、装置、存储介质和电子设备，属于柴油机状态监测与故障诊断技术领域。方法包括在满足柴油机稳定工况下，通过压力传感器采集柴油机的气缸压力信号；对气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量；对非稳态模态分量提取能量值；基于能量值确定柴油机是否存在爆震故障。本申请实施例提供的爆震故障识别方法，采集气缸压力信号，将气缸压力信号作为评估柴油机运行状态和健康状况的重要指标，对气缸压力信号进行分解，考虑爆震信号频域分布特性，获得非稳态模态分量，可以更精确地提取信号特征和能量分布，及早发现柴油机运行异常和故障风险，从而确定柴油机的健康状况和故障风险，无需专业人员进行操作和分析。
发明专利
CN202311586175.0
2023-11-24
CN117588301A
2024-02-23
F02B77/08(2006.01)
中国船舶集团有限公司第七一一研究所
魏承印;徐海林;刘浩
201108 上海市闵行区华宁路3111号
深圳紫藤知识产权代理有限公司
朱远枫
上海;31
1.一种柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述方法包括： 在满足所述柴油机稳定工况下，通过压力传感器采集所述柴油机的气缸压力信号； 对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量； 对所述非稳态模态分量提取能量值； 基于所述能量值确定所述柴油机是否存在爆震故障。 2.根据权利要求1所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量，包括： 对气缸压力信号进行快速傅里叶变换，将傅里叶频谱归一化到频域区间[0,π]；根据预设的频带切分点将频域区间[0,π]划分频带区间，获得谐波频带区间； 确定所述谐波带区间的经验小波函数，将所述气缸压力信号与所述经验小波函数进行内积运算，得到细节系数； 将所述细节系数与所述经验小波函数进行卷积，获得所述非稳态模态分量。 3.根据权利要求2所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，预设所述频带切分点的方法包括以下步骤： 对所述气缸压力信号提取设定段数的数据，并确定每一段的数据长度，获得设定段数的所述数据长度； 根据设定段数的所述数据长度以及所述压力传感器的采样频率，确定所述柴油机的转速；根据所述转速设置频带切分点。 4.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于， 对所述气缸压力信号提取设定段数的数据，并确定每一段的数据长度，获得设定段数的所述数据长度，包括： 设定压力阈值切分点，将自气缸压力信号的上升沿且气缸压力值超过所述压力阈值切分点的时刻作为初始时刻T0； 自所述初始时刻T0起，提取第1时刻T1至第n时刻的n段数据，其中n为设定段数。 5.根据权利要求4所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，所述n段数据的表达式如下： (DT1/2+DT2/2)～(DT2/2+DT3/2)，…，(DT10/2+DT11/2)～(DT11/2+DT12/2)，…，(DTn-1/2+DTn/2)； 其中，DTi表示第i时刻的数据，i＝1，…，n。 6.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，所述柴油机的转速表达式如下： 其中，RPM为所述柴油机的转速，Fs所述压力传感器的采样频率，为第1段～第n段数据的数据长度。 7.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，根据所述转速设置频带切分点，包括： 根据所述转速划分两个频带区间，包括第一频带区间和第二频带区间； 所述第一频带区间为1～RPM/6频带，第二频带区间为RPM/6～Fs/2两个频带。 8.根据权利要求1所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，对所述非稳态模态分量提取能量值，包括： 对所述非稳态模态分量进行teager能量算子信号提取，并求取所述能量值。 9.柴油机爆震故障识别装置，其特征在于，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述装置包括： 采集单元，用于在满足所述柴油机稳定工况下，通过压力传感器采集所述柴油机的气缸压力信号； 边缘计算单元，用于对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量；对所述非稳态模态分量提取能量值；基于所述能量值确定所述柴油机是否存在爆震故障。 10.根据权利要求9所述的柴油机爆震故障识别装置，其特征在于，所述边缘计算单元包括： 分量确定模块，用于对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量； 故障识别模块，用于对所述非稳态模态分量提取能量值；基于所述能量值确定所述柴油机是否存在爆震故障。 11.根据权利要求10所述的柴油机爆震故障识别装置，其特征在于，所述装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述柴油机是否存在爆震故障。 12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的柴油机爆震故障识别方法的步骤。 13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9至11中任意一项所述的柴油机爆震故障识别装置。