基于eemd和svm联合诊断的发动机故障分析

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20121100153硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：载运工具运用工程论文题目：基于EEMD和SVM联合诊断的发动机故障分析英文题目：AnalysisofEngineFaultBasedonEEMDandSVMJointDiagnosis学生姓名：牛家骅导师姓名：司景萍教授二○一五年六月原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，

2、也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内

3、容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打‖√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：注：非全日制硕士可不填写学位论文版权使用授权书。内蒙古工业大学硕士学位论文摘要发动机作为汽车的动力源，其工作条件恶劣、故障率高。在日常使用中，气门间隙异常和点火系异常是发动机最常见的故障，气门间隙异常将影响发动机的进排气效果、动力性和排放性等指标；而发动机点火系异

4、常将直接使发动机丧失工作能力。发动机缸盖表面振动信号的测量方便快捷，振动、冲击和噪声信号包含丰富的信息，可以实时地反映发动机的工作状态，本课题从发动机缸盖振动信号入手，针对故障诊断的两大核心环节——特征向量提取和故障状态识别，针对气门间隙异常和点火系异常的故障，分析探讨了运用总体平均经验模态分解（EEMD）和支持向量机（SVM）联合诊断的发动机故障分析方法。在信号分析理论的基础上，对特征模态函数的相关系数法的计算过程进行了推导，并运用此方法对仿真信号进行了特征向量提取，验证了此方法的有效性。以DA462型汽油

5、发动机为研究对象，建立了发动机振动信号采集测试系统。人为模拟发动机气门间隙及缺火故障等8种工况，采集了各工况对应的一、四缸缸盖振动信号，并将采集的信号分为训练样本集和测试样本集。进行总体平均经验模态分解，得到各阶特征模态函数；随后运用相关系数法分别求取基于一、四缸振动信号的特征向量，将一缸振动信号的特征向量作为故障特征向量，建立用于发动机振动信号故障识别的BP神经网络、默认参数的SVM、交叉寻优的SVM、粒子群优化算法的SVM模型，得到测试集分类结果；将一、四缸振动信号的特征向量分别导入到四种故障识别分类器中

6、，建立分类模型并得到测试集分类结果。对比两种方法的分类结果及用时，结果表明，应用EEMD算法的相关系数法对一、四缸振动信号求取故障特征向量、应用优化算法的支持向量机进行故障分类识别，两种方法结合，分类稳定性高，适用于非稳态时变信号，对小样本适应性强，对所设发动机故障的诊断识别准确率高，对发动机不解体故障诊断研究具有一定的应用价值。关键词：故障诊断；振动信号；特征向量；EEMD；SVMI内蒙古工业大学硕士学位论文ABSTRACTEnginehastoughworkingconditionandhighfailu

7、rerateasthepowersourceoftheautomobile.Valveclearancefaultandignitionsystemfaultarethemostcommonfaultforengineindailyuse.Valveclearancefaulthasinfluenceonintakeandexhaustofengine,dynamicperformance,emissionandotherindicators;theignitionsystemwilldirectlylead

8、toengineinabilitytowork.Vibrationsignalofcylinderheadofenginesurfacecanbemeasuredconveniently;itcontainsawealthofvibration,shockandnoisesignalinformation,whichimmediatelyreflecttheworkingstateofengine.