检索结果-南通市图书馆

作者：陶功权西南交通大学

学位级别：硕士

近几年各铁路局新配属的25G型空调客车的KKD车轮在运行一段时间后,集中出现了车轮踏面剥离、车轮失圆、轴承保持架断裂等轮对故障,造成车辆运行振动大,运行品质差,对客车安全构成了不利影响。本文从轮轨关系方面开展KKD客车车轮踏面剥... 详细信息

近几年各铁路局新配属的25G型空调客车的KKD车轮在运行一段时间后,集中出现了车轮踏面剥离、车轮失圆、轴承保持架断裂等轮对故障,造成车辆运行振动大,运行品质差,对客车安全构成了不利影响。本文从轮轨关系方面开展KKD客车车轮踏面剥离成因研究,主要工作和结论如下：（1）首先对国内外车轮踏面剥离的研究现状进行了详细论述,明确了车轮踏面剥离研究的意义和方向。（2）建立了考虑车辆系统动力学、接触斑材料响应特性（安定图）和接触斑能量耗散（损伤函数）为一体的车轮滚动接触疲劳分析模型,并发展了相应的数值程序。（3）对KKD客车车轮踏面表面状态进行了现场调研,掌握了车轮踏面滚动接触疲劳出现的形式以及出现的位置。同时对部分车轮和线路分别进行了车轮踏面外形、车轮不圆度和钢轨廓形以及钢轨波磨不平顺测试。现场调研结果表明,大部分车轮在名义滚动圆外约20-50mm范围内出现了裂纹或踏面剥离现象。（4）利用所建立的模型,研究了车辆通过不同半径曲线时轮轨磨耗状态对车轮滚动接触疲劳损伤的影响,从车轮受力特征、轮轨接触点位置、车轮损伤大小及分布和轮轨接触斑材料响应特性等方面详细分析了车轮踏面剥离的成因。研究结果表明：磨耗车轮通过小半径曲线（尤其半径小于700m）磨耗钢轨是导致车轮轮辋外侧裂纹和剥离的主要原因。（5）研究了车辆结构参数（如一系悬挂纵向刚度、轴重）、摩擦系数、轨底坡、车轮失圆和车轮材料强度等参数对车轮滚动接触疲劳特性的影响。研究结果表明：在保证车辆运动稳定性（蛇行失稳临界速度）的前提下,适当减小一系悬挂纵向刚度,可减缓车轮踏面裂纹和剥离的形成和发展;适当降低车辆的轴重有利于减缓车轮磨耗和滚动接触疲劳损伤;采用轮轨界面润滑,减小轮轨间的摩擦系数,可降低轮轨蠕滑力,从而减缓车轮踏面裂纹和剥离以及磨耗的形成和发展;车轮失圆会恶化轮轨接触关系,加速车轮踏面裂纹和剥离的形成,定期对车轮进行镟修,这不仅能从轮轨型面匹配和车轮失圆方面改善轮轨受力状态,还可将踏面裂纹镟掉,避免裂纹进一步扩展;适当提高车轮材料的屈服强度能减少车轮塑性变形的累积,从而达到减缓车轮踏面裂纹和剥离的效果。

关键词： KKD车轮踏面剥离车辆系统动力学安定图损伤函数

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地铁轨道扣件缺失图像检测系统研究

地铁轨道扣件缺失图像检测系统研究

作者：杨樊西南交通大学

学位级别：硕士

铁路扣件是铁路线路的重要部件,良好的扣件状态是维系铁路运输安全的重要保障,扣件缺失会对铁路行车安全形成巨大威胁甚至酿成重大事故。目前我国轨道扣件状态的检测主要是采用人工巡检的方式,该方式效率低下,主观性强,检测结果依赖 ... 详细信息

铁路扣件是铁路线路的重要部件,良好的扣件状态是维系铁路运输安全的重要保障,扣件缺失会对铁路行车安全形成巨大威胁甚至酿成重大事故。目前我国轨道扣件状态的检测主要是采用人工巡检的方式,该方式效率低下,主观性强,检测结果依赖于巡道工人的技术熟练程度,漏检率高。随着我国轨道交通事业的快速发展,这一问题日益突出,如何快速准确地检测扣件缺失,亟需解决。近年来,计算机技术及图像处理技术飞速发展,基于计算机视觉的扣件缺失自动检测系统已经成为当前国内外研究的重点,该系统具有非接触、速度快、精度高、适应能力强等优点。本课题根据国内外扣件状态检测方法的研究现状,提出了一种基于计算机视觉的自动检测系统,主要研究检测系统的整体方案,搭建硬件系统、分析设计软件系统,同时研究扣件识别的快速检测算法,最终实现铁路扣件缺失的自动化在线检测。具体工作如下：准确定位原始图像中扣件的位置是系统检测的重要前提。本文针对现有定位算法的不足,提出十字交叉定位法定位轨道扣件区域。首先对图像进行小波降噪,其次进行Canny边缘检测,再分别进行水平和垂直方向上的投影,进而采用区域扫描统计法定位钢轨和轨枕的边界,最终确定扣件区域。该方法定位准确,且具有很强的鲁棒性和稳定性。对边缘检测后的扣件图像进行连通域和形态学处理,再进行特征提取,包含有：图像面积、图像欧拉数、图像熵、二值图像的垂直投影矩阵时域统计特征(含均值、标准差、均方差、峭度、偏度)、二值图像分割的区域面积特征。不仅能准确反映扣件状态,而且大大减少计算矩阵特征的运算量,减少系统运算量,从而提高了分类器的训练和识别速度。对提取的特征进行归一化处理后,分别采用BP神经网络和模糊C均值聚类对特征进行扣件缺失识别。两种算法均能实现对扣件缺失状态的识别,且各有优缺点,可根据实际情况选用其中一种方法。对现场采集轨道图像的实验研究表明：本文的扣件提取算法具有很强的稳定性, 不受光照不均匀和钢轨倾斜的影响,能够快速准确地提取出扣件区域;本文采用的图像处理方法和分类算法能够有效识别轨道扣件缺失,能在一定程度上代替人工巡检。

关键词：扣件缺失检测图像处理小波降噪 Canny算子模式识别

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道路交通人车碰撞事故再现关键技术研究

道路交通人车碰撞事故再现关键技术研究

作者：张诗波西南交通大学

学位级别：硕士

随着机动车保有量的日益增多和交通事故处理程序的逐渐规范,专业化的事故分析需求正在显著增加。事故再现是事故分析的重要手段和重要内容,其主要任务是基于事故发生后的各种信息,运用适当的方法对事故发生过程和碰撞状态进行解释说明... 详细信息

随着机动车保有量的日益增多和交通事故处理程序的逐渐规范,专业化的事故分析需求正在显著增加。事故再现是事故分析的重要手段和重要内容,其主要任务是基于事故发生后的各种信息,运用适当的方法对事故发生过程和碰撞状态进行解释说明和重现。人车碰撞类事故是道路交通事故的主要类型,对这类事故的再现一直缺乏系统的方法体系,本文主要针对人车碰撞事故再现中的关键技术问题展开研究。论文整体上提出并构建了人车碰撞事故再现的方法体系,包括五大关键技术问题,分别为:事故深度调查方法、事故仿真建模方法、行人被抛运动规律分析、不确定性分析方法和事故再现优化方法。论文第2章以自2011年以来参与的国家车辆事故深度调查体系(NAIS)的构建与数据采集为背景,提出了适合中国国情、面向事故再现的人车事故深度调查工作体系;设计了事故现场勘查无人机系统及其图像矫正程序,构建了基于照片还原事故现场的方法,探讨了检测道路线形、路面附着系数、人与路面摩擦系数的方法;阐述了四种相对直接的车辆碰撞速度分析方法,包括基于视频的方法、基于车辆制动距离的方法、运动学解析法和基于EDR的方法;对NAIS数据库中2011016年度181例人车事故进行了整理分析,得到了致命级人车碰撞事故的特征和致因机理。论文第3章研究了两种面向运动学事故再现的人车事故仿真建模方法,分别为单刚体建模方法和多刚体建模方法;探讨了这两种方法的基本原理、核心算法和建模方式;结合一真实人车事故案例,分别利用ARAS和PC-Crash实现了事故碰撞的单刚体和多刚体仿真建模。论文第4章针对中国道路上人车事故发生频率最高的矮长头车、高长头车和面包车等三种车型,通过大量仿真试验,研究探讨了在20 km/h10km/h车辆碰撞速度下,三种车型与行人标准碰撞中行人抛射角度、抛射高度、第一落点距离以及总抛距等方面的形态规律,阐述了卷绕型、顶推型、拱推型三种碰撞形态,构建了新的抛距公式;在此基础上,研究探讨了接触位置、车型参数、行人速度、行人碰撞姿态等参数对行人被抛运动形态的影响;结合295例NAIS事故深度数据(含91例有监控视频的案例)和108例澳大利亚CASR事故深度数据验证了新提出的抛距公式的有效性,并与其他抛距模型进行了对比。论文第5章在对人车事故再现不确定性问题进行界定描述的基础上,研究了可用于人车事故再现不确定性分析的上下界法、差分法、不确定度评价法等三种常规方法和蒙特卡洛法;提出了适用于事故仿真条件下人车事故再现不确定性分析的隐式仿真-蒙特卡洛法(ISMC法),给出了ISMC法的实现步骤,进行了实际的案例应用;通过一个具体的算例,验证了以上五种方法的有效性,并对比了其适用范围、计算效率和计算精度。论文第6章在对人车碰撞事故再现优化问题进行界定描述的基础上,提出了适用于仿真试验条件下人车事故再现人工调整优化的黄金分割搜索法、复合形法和随机试验法等三种方法,研究了各种方法的基本原理、迭代步骤和流程,并以实际的案例应用加以了验证。

关键词：事故再现人车碰撞事故事故深度调查事故仿真建模不确定性分析事故再现优化行人抛距 NAIS

基于GPRS配电变压器远程监控信息管理系统的设计

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基于GPRS配电变压器远程监控信息管理系统的设计

作者：李超西南交通大学

学位级别：硕士

随着信息技术在工业自动化领域的不断成熟和发展，以往传统的工业监控方式暴露出实现效率低，资源浪费等缺憾，因此以无线通信技术进行的工业监控开始出现，并逐渐显现出巨大优势。 GPRS通信技术作为无线通讯的尖端技术... 详细信息

随着信息技术在工业自动化领域的不断成熟和发展，以往传统的工业监控方式暴露出实现效率低，资源浪费等缺憾，因此以无线通信技术进行的工业监控开始出现，并逐渐显现出巨大优势。 GPRS通信技术作为无线通讯的尖端技术，具有接入速度快、传输速率高、按流量计费、支持IP协议等优点，既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据的传输，非常适合工业监控的特点和需求。作者在对GPRS通信技术和传统的工业监控方式进行深入研究分析后，将GPRS技术与电力系统配电变压器监控的特殊需求紧密联系在一起，提出了一种将GPRS技术引入工业监控系统的构想，并开始了“基于GPRS的配电变压器监控系统”的研究设计开发工作。文章首先简要介绍了GPRS技术特点及优势，介绍了GPRS的网络结构，分析了GPRS的协议模型及数据传输方式，以及GPRS网络的安全性与其应用范围，还对GPRS在电力通信网中的可行性进行了分析。随后，本文介绍了数据库的相关知识与开发工具的选用，经过详细的分析以及与指导老师的讨论，本系统选择了Delphi+Access 2000相接合来开发。然后，本文将GPRS技术与以往工业监控所采用的人工或电话线等方式进行了分析比较，指出了传统监控方式的弊端，提出了一种基于GPRS技术的变压器监控系统的设计方案。同时，通过对系统通信协议和组网方式的选择，总结出了本系统的总体结构。接着，本文详细介绍了基于GPRS配变监控中心的设计，主要包括通信部分和数据管理部分。通信部分的设计，是GPRS模块与监控中心建立连接，实现数据远程接收和发送的关键。本文详实阐述了这一设计的实现原理和模块的参数设置，并介绍了两者从建立连接到数据收发在程序中的实现。本系统数据库管理采用模块化结构，主要包括数据读取模块，历史数据查询模块，报警数据维护，打印报表等模块。文章的最后，对该系统的应用和作者在设计开发过程中所做的主要工作进行了总结，并提出了有待进一步完善和改进的地方。

关键词： GPRS 配电变压器监控数据库 Delphi

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某高校招生工作战略研究

某高校招生工作战略研究

作者：刘剑峰西南交通大学

学位级别：硕士

高校招生工作是一项复杂的系统工程。大专院校招生制度改革被列为教育事业“十五”计划和2015年规划需要研究的重大问题之一。因此对高校招生工作的战略研究具有重要的理论和现实意义。本论文以某高校为例，运用现代管理理论与方法对招... 详细信息

高校招生工作是一项复杂的系统工程。大专院校招生制度改革被列为教育事业“十五”计划和2015年规划需要研究的重大问题之一。因此对高校招生工作的战略研究具有重要的理论和现实意义。本论文以某高校为例，运用现代管理理论与方法对招生工作中出现的一些问题进行深入分析，研究思路和研究方法在该领域均有一定创新，论文的主要研究工作和成果如下： 1．深入分析了某高校招生工作内外部环境因素，建立了高校招生战略SWOT模型，对某高校制订今后的发展战略有指导意义。 2．分析了社会对毕业生需求的影响因素和毕业生的择业观念，对某高校毕业生就业现状、存在的问题提出了解决办法，对招生工作有重要的借鉴作用。 3．指出我国目前高校招生标准单一化缺陷明显，提出了综合考虑各项标准，并进行量化的原则，对高校提高生源质量具有一定的指导意见。 4．通过向考生发放调查问卷收集大量数据，运用统计学原理对考生填报志愿的影响因素进行了排序，提出了相应的解决措施。 5．针对某高校招生工作实际，从教育产业化的角度，分析了高校招生的营销战略，为某高校招生宣传工作提供了改进思路和方法。 6．深入分析了某高校近几年网上远程录取工作实践中遇到的问题，提出了两级监控体系和考生档案数字化和报考志愿“无纸化”的具体实施方法，为建立完善的网上远程录取体系提供了理论依据和具体措施。 7．最后，指出了高校招生改革中应注意的问题和解决办法，并对某高校今后的招生工作提出了政策建议。本文所得到的一些结论可以为某高校招生和学科建设中各级决策者提供参考意见，也可为兄弟院校的招生工作和招办监督工作提供借鉴。

关键词：高等院校招生工作战略

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基于DSP的钢轨磨耗精密测量仪

基于DSP的钢轨磨耗精密测量仪

作者：彭艳西南交通大学

学位级别：硕士

列车牵引、制动及导向是借助轮对与钢轨间的摩擦实现的;摩擦同时也导致钢轨轨头产生磨耗,影响轮轨动力学性能。因此,钢轨磨耗测量,是铁路安全与经济运行维护的基础工作。本文围绕如何增大钢轨轨头磨耗测量仪的测量范围、提高测量准确度... 详细信息

列车牵引、制动及导向是借助轮对与钢轨间的摩擦实现的;摩擦同时也导致钢轨轨头产生磨耗,影响轮轨动力学性能。因此,钢轨磨耗测量,是铁路安全与经济运行维护的基础工作。本文围绕如何增大钢轨轨头磨耗测量仪的测量范围、提高测量准确度等技术问题,完成了如下工作：首先,根据平面铰接五连杆测量外形的原理和计算磨耗的相关标准,建立了钢轨轨头外形测量的数学模型及其逆解模型;并应用Matlab对五连杆机构的运动进行仿真,通过优化其结构参数,实现了一种基于T—型双测头五连杆机构的钢轨轨头外形磨耗测量仪,单台仪器就能测量50 kg、60 kg、75 kg钢轨轨头非工作边的下颚、侧面以及整个轨头的工作外形。其次,为了采集高分辨率编码器角度数据,提高仪器准确度,完成了基于TMS320F2812 DSP的数采系统的硬件设计,内容包括：电源电路、DSP最小系统、数据采集接口电路、数据发送等电路的设计。根据轨头测量特点,制定了测量流程,在CCS3.1的环境下编写了编码器角度脉冲数采集程序、蓝牙无线传输数据程序;在PDA上计算得到轨头外形坐标值,将曲线旋转平移与标准曲线对齐后,根据相关标准定义计算磨耗值。最后,为了消除系统误差,提高测量精度,设计了仪器的标定方法。利用影像仪对测量仪的测量机构几何参数和编码器初始位置角度进行测量修正,并用与标定不同的样板对标定后的仪器进行了测试。测试结果表明：利用DSP 2812可实现五连杆机构测量数据的智能采集和处理;仪器能够测量三种常用铁道钢轨轨头非工作边的下颚、侧面以及整个轨头的工作外形;利用数字曲线对齐技术可准确计算出被测钢轨的垂向磨耗值和侧面磨耗值。

关键词：钢轨外形测量 T-型五连杆 TMS320F2812 参数优化误差仿真

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当代我国大中型剧场座席设计研究

当代我国大中型剧场座席设计研究

作者：李月西南交通大学

学位级别：硕士

20世纪90年代后,我国进入了大中型剧场建设的高潮,座席设计不仅是剧场设计中重要的一部分,而且与剧场给人的整体印象以及观演氛围的营造都息息相关。我国当代大中型剧场观众厅的座席设计在剧场从追求经济性、适应性到追求专业性、美观... 详细信息

20世纪90年代后,我国进入了大中型剧场建设的高潮,座席设计不仅是剧场设计中重要的一部分,而且与剧场给人的整体印象以及观演氛围的营造都息息相关。我国当代大中型剧场观众厅的座席设计在剧场从追求经济性、适应性到追求专业性、美观性的转变中呈现出更丰富更生动的不同于以往的座席设计风格。论文从历史角度出发,以时间为线索对国内外剧场建筑座席发展历史做了回顾性的阐述,另外收集并整理了与座席设计相关的剧场建筑设计资料和人体工程学相关理论,归纳出当代我国大中型剧场特点。其次,以广州大剧院歌剧厅、琴台大剧院综合大剧院和杭州大剧院歌剧厅为调研对象展开实地调研,积累与座席设计相关的一手资料;同时收集整理了大量的实际工程文献资料,并以奥斯陆大剧院歌剧厅、新马洛剧场等为例进行分析探讨。最后,根据相关理论资料与调研成果,以建筑设计的角度从座席排列与通道、座席空间布局、座席与声学设计、座席与视线设计和座席的舒适性五个方面对当代我国大中型剧场座席设计展开分析研究。总结了当代我国大中型剧场座席多元化与个性化的座席布局形式、创新性和效益优先的座席排列和交互性与平等性的观演氛围营造。

关键词：大中型剧场座席设计

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上肢三自由度康复训练机器人设计及仿真分析

上肢三自由度康复训练机器人设计及仿真分析

作者：李勇西南交通大学

学位级别：硕士

随着科技在医疗技术领域的不断发展,脑卒中等重大疾病致死率不断下降,但后遗症引起的肢体残疾患者却逐渐增多,康复需求巨大。临床研究表明:对中风等导致的运动功能障碍患者,在病发后的前三个月是进行康复治疗,康复训练效果最佳,治疗总... 详细信息

随着科技在医疗技术领域的不断发展,脑卒中等重大疾病致死率不断下降,但后遗症引起的肢体残疾患者却逐渐增多,康复需求巨大。临床研究表明:对中风等导致的运动功能障碍患者,在病发后的前三个月是进行康复治疗,康复训练效果最佳,治疗总有效率达92.4%。因此早期的康复训练显得尤为重要。本文首先综述了目前国内外康复训练机器人研究发展现状,总结了目前康复训练机器人的不足和亟待解决的问题。拟设计一款三自由度上肢康复训练机器人系统,为上肢运动功能障碍患者提供康复训练。首先,通过对人体上肢运动基本规律分析归纳,建立人体运动学模型,结合人体上肢运动轴心线规律完成机器人整体运动方案设计及驱动系统设计选型。其次,通过D-H法建立参考坐标系及运动学理论模型,并进行正向逆向一滴血理论求解,然后运用Matlab软件完成正向及逆向运动学分析验证,并根据各项运动变量参数完成两种空间运动轨迹规划。然后,运用UG/NX三维建模软件完成机器人各个零部件三维建模及样机装配,并运用ADAMS软件对虚拟样机进行运动学及动力学分析,验证机械结构设计的合理性和运动学理论分析的正确性。最后,通过机械加工的方式完成机器人初代样机结构制作,采用STC89C52单片机控制步进电机驱动器实现电机正反转,完成肘关节单个自由度的控制系统硬件设计,实现肘关节康复运动功能控制。通过上述的工作,我们完成了康复训练机器人虚拟样机的分析及机器人运动学理论分析,并完成了机器人单关节运动控制系统设计及初代样机整体结构设计,为后续的多关节复合控制提供了理论及数据支持和开发平台。

关键词：康复训练机器人运动学理论分析虚拟样机动力学分析控制系统

基于STM32的疫情防控居家隔离健康监测系统设计

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基于STM32的疫情防控居家隔离健康监测系统设计

作者：袁标西南交通大学

学位级别：硕士

随着新冠疫情的蔓延,如何实现传染病的科学防控成为了研究热点。居家隔离通过人为的制造出一个封闭环境来阻止感染者的流动,切断其与健康人群的接触途径,减小病毒的传播范围,成为疫情防控决胜的关键。但是目前防控人员对隔离者的管理和... 详细信息

随着新冠疫情的蔓延,如何实现传染病的科学防控成为了研究热点。居家隔离通过人为的制造出一个封闭环境来阻止感染者的流动,切断其与健康人群的接触途径,减小病毒的传播范围,成为疫情防控决胜的关键。但是目前防控人员对隔离者的管理和健康监测手段过于依赖人工,导致居家隔离监测效率较低。为此,本文针对传染性疾病患者的前期临床症状,设置了对应监测模块,将便携式可穿戴设备作为健康监测手段,利用物联网技术设计了一套居家隔离健康监测系统,可提高居家隔离健康监测效率,节约人工成本。居家隔离健康监测系统由手环、One NET云平台、Mysql云数据库、Web管理端和手机移动端组成。手环通过DS18B20温度传感器采集体温信号,MAX30102心率血氧传感器采集心率、血氧信号,ADXL345加速度传感器监测隔离者的跌倒状态。然后将传感器采集的信号和手环IP地址,通过ESP8266Wi Fi模块发送到One NET云平台,并存储到Mysql云数据库中。云平台通过接收IP地址以及验证IP地址是否变化来判断隔离者的居家隔离位置。并结合实际情形,建立了一套科学的多模块联合报警算法实现智能化报警。疾控中心与其他管理者可在Web端与移动端上,通过网络与云平台进行数据交互。系统以心率血氧传感器MAX30102为核心,通过对采集的PPG信号进行小波变换去噪后,采用本文所提出的DBK-Means++算法进行波形的聚类分析,为后续心率、血氧的计算提高了效率与精度。再通过Web端与移动端实现个人信息查看、人员管理、医疗建议、健康参数显示、异常报警、历史记录查看等功能。最后经由不同年龄段的人群佩戴手环进行多情况的模拟测试实验,对系统的数据采集、报警的准确性、Web端以及移动端的功能进行了验证。由此得出居家隔离健康监测系统可以实现疾控中心对次级工作人员以及居家隔离者的智能化管理,对疫情防控走向科学化的道路有一定的借鉴意义。

关键词：居家隔离健康监测系统手环云平台 DBK-Means++算法

基于非线性轴系扭振的内燃机多工况故障诊断方法研究

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基于非线性轴系扭振的内燃机多工况故障诊断方法研究

作者：叶磊西南交通大学

学位级别：硕士

动力轴系作为内燃机组的动力输出轴,承受着复杂的扭转、弯曲、剪切、摩擦甚至冲击力,使得轴系的零部件容易出现故障;同时,轴系扭振响应是各缸的激振力引起的轴系多模态响应之和,能够充分反映内燃机各缸做功状态和故障情况,因此基于轴系... 详细信息

动力轴系作为内燃机组的动力输出轴,承受着复杂的扭转、弯曲、剪切、摩擦甚至冲击力,使得轴系的零部件容易出现故障;同时,轴系扭振响应是各缸的激振力引起的轴系多模态响应之和,能够充分反映内燃机各缸做功状态和故障情况,因此基于轴系扭振信号的内燃机故障诊断研究得到了国内外学者的普遍重视和持续关注。但随着高速、强载、大功率内燃机的发展和扭振研究的深入,值得研究的新问题仍不断出现,例如启停工况对轴系扭振特性的影响等;新的控制技术也不断发展,例如非线性变刚度联轴器的调频设计等。这些都对基于轴系扭振信号的内燃机故障诊断研究提出了新的问题和需求。本文结合轴系非线性特性进行了内燃机多工况动力学特性和故障诊断研究,探索了基于轴系扭振仿真模型的智能化内燃机故障方法。首先,对内燃机轴系扭振计算方法进行研究:探讨中心差分法对轴系启、停工况扭振仿真计算的适用性,经验证,中心差分法与频域解析法在稳态工况的计算误差在2%以内,该方法在启、停工况的计算值与实验结果一致;针对几种典型变参数联轴器的参数特性,提出了适用于非线性轴系在稳态工况和启、停工况的扭振仿真计算算法。并且在此基础上,完成了扭振仿真软件PVDP2019的开发工作,这为内燃机故障诊断研究提供了仿真实验工具。其次,对内燃机在启、停过程中的激振力矩获取方法了进行研究:通过研究联轴器刚度对轴系扭振特性的影响,提出了基于刚度联轴器轴系角加速度的启动工况激振力矩获取方法;针对停机工况提出了基于进气压力修正的激振力矩获取方法。这为后续对启、停工况轴系强迫振动特性的仿真研究奠定了基础。然后,利用开发的仿真计算软件和激振力矩获取方法对内燃机启、停工况轴系扭振幅、频特性进行了研究:对内燃机启、停工况轴系共振转速幅值特性的研究,发现联轴器的刚度与共振转速幅值和联轴器主、被动端的扭角差幅值存在反比关系,并对其中存在的机理进行了理论推导;对轴系启、停工况共振转速频率特性进行的研究,发现提速率的变化会影响共振峰值的对应转速,并提出了一种快速估算小刚度联轴器轴系低阶固有频率的方法。这为故障诊断模型的搭建奠定了基础。最后,针对内燃机因功率损失造成的做功不均匀故障,结合轴系在稳态工况的响应特性,以卷积神经网络搭建了稳态工况基于CNN的内燃机功率损失故障诊断系统,并对该故障诊断模型进行验证,结果表明,该模型能准确识别内燃机做功不均匀故障的故障程度和故障缸位置;针对联轴器故障,结合在启、停工况的响应特性,以卷积神经网络搭建基于启、停工况的联轴器故障诊断系统,并对该故障诊断模型进行验证,结果表明,该模型能够准确识别联轴器故障导致刚度、阻尼变化的故障特征,并且对于联轴器主、被动端是否发生碰撞也做出了准确的识别。研究结果表明:考虑轴系参数的非线性,结合轴系在多工况下的动力学特性,选取卷积神经网络等现代智能化的故障识别方法,搭建的基于轴系扭振仿真模型的内燃机故障诊断系统,可以用于非线性内燃机轴系在多工况下的故障诊断,提高故障诊断的建模效率及诊断准确率。

关键词：内燃机非线性故障诊断联轴器多工况功率损失卷积神经网络