基于粒子群优化模糊神经网络柴油机故障诊断

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1、图书分类号TP206+.3密级非密UDC硕士学位论文基于粒子群优化的模糊神经网络的柴油机故障诊断张兴华指导教师（姓名、职称）潘宏侠（教授）申请学位级别工学硕士专业名称模式识别与智能系统论文提交日期2012年5月26日论文答辩日期2012年5月30日学位授予日期2012年月日论文评阅人______________________________________答辩委员会主席郑海起2012年5月26日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过

2、的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于粒子群优化的模糊神经网络的柴油机故障

3、诊断摘要柴油机是一种应用广泛的往复式动力机械，其结构复杂，零部件多，运行工况多变，发生故障的可能性很大。对柴油机进行故障诊断研究具有很大的经济价值和社会应用价值。由于柴油机的故障特征及各种条件的限制，采用传统方法对柴油机进行故障诊断难以满足要求。近年来，随着计算机及人工智能的发展，借助于神经网络、模糊逻辑以及专家系统等人工智能技术的计算机诊断方法，是柴油机故障诊断研究的一个重要方向。因此本文对基于粒子群优化算法和模糊神经网络的柴油机故障诊断作了深入的学习与研究。首先，研究了柴油机故障诊断的国内外现状及其研究方法，对柴油机的基本结构和工作过程进行学习研究，根据

4、其振动机理确定了振动数据采集的测试方案，对采集后的数据进行预处理，提取小波包各频段的能量作为故障诊断的特征值，判断柴油机的工作状态。其次，学习粒子群优化算法，针对粒子群优化算法易陷入局部最优和搜索精度不高的问题，提出一种带有自适应变异的双种群优化算法（TwoSubpopulationSwarmPSO，ATPSO），通过采用两个使用不同惯性权重的子群扩大搜索范围，并借鉴遗传算法的杂交机制和自适应全局极值扰动策略，加快算法的收敛速度，提高算法跳出局部最优进行全局搜索的能力，并使用经典函数对算法的性能进行测试。同时考虑到粒子群优化算法与模糊神经网络的互补性，将改进

5、的粒子群优化算法应用于模糊神经网络参数优化上，提出给出粒子群优化的模糊神经网络结构。最后，将基于粒子群优化的模糊神经网络应用于柴油机故障诊断。将提取的小波包频段能量作为故障特征带人神经网络，对柴油机故障数据进行诊断测试，结果表明结合后的算法取得了较好的性能，达到了良好的诊断效果。关键词：粒子群优化，双种群，模糊神经网络，柴油机，故障诊断I中北大学学位论文DieselEngineFaultDiagnosisBasedonParticleSwarmOptimizationandFuzzyNeuralNetworkAbstractThedieselengineis

6、awidelyusedreciprocatingmotivepowermachine,whichhaslotsofpartsandacomplicatedstructure.Thedieselengineisoftenusedincomplexworkingconditions,thepossibilityoffailuresisbig.Faultdiagnosisofdieselenginewillbringgreateconomicvalueandsocialvalue.Becauseofthedieselenginefaultfeaturesandli

7、mititionofvariousconditions,traditionalmethodofdieselenginefaultdiagnosisisdifficulttomeettherequirements.Inrecentyears,withthedevelopmentofcomputersandartificialintelligence,throughtheuseofneuralnetworks,fuzzylogicandartificialintelligenceexpertsystemtechnologysuchascomputerdiagno

8、sticsisanimportantdirectio