收藏本站
《西北农林科技大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于PSO优化BP神经网络的柴油发动机故障诊断研究

李莉  
【摘要】:由于柴油发动机的输出功率大、工作稳定、节油性好、持续耐久以及排气污染小等众多优势,它被大量应用于各种大型机械上。然而,这些机械因任务密集,使用频率较高,其中柴油发动机的故障率也突然增加。这导致对柴油机故障的预测和诊断处理要求逐渐增加,发动机诊断任务重,技术壁垒高。此外,因为大型机械要求长时间维持很好的工作状态,无法任意拆解柴油机进行诊断诊断,因此要求新的故障诊断与检测方法。本文就是在这个基础上提出用人工智能的方法进行发动机故障预测,即用PSO算法优化BP神经网络的参数并通过采集的发动机尾气数据,如HC、CO_2、CO、O_2的浓度值,选择输入神经元数目为4,故障类型为6个,设计的网络包含了6个输出神经元,通过训练后的模型进行故障诊断。本文的主要内容如下:首先,对柴油机发动机故障检测的研究现状进行综述,阐明了研究柴油发动机故障诊断的意义。并分析柴油机故障诊断系统的现状和发展趋势,并对人工神经网络的研究现状进行了分析。然后,对BP神经网络的柴油发动机故障模型进行分析,讨论在不加PSO算法优化时的预测模型,分析了柴油发动机故障预测机制。并介绍了BP神经网络的基本构成,各个模块的功能,讨论了BP神经网络用于柴油发动机故障诊断的模型。其次,对PSO优化的BP神经网络进行详细的研究,并将新算法用于柴油机故障检测。介绍了PSO算法的基本信息,并分析了算法原理和算法流程,然后研究了PSO算法和BP神经网络的结合过程,并对新算法进行了仿真,验证了PSO-BP算法的有效性。最后,以SC4H140Q4柴油发动机在无负荷条件下,采集不同转速下发动机尾气(CO、CO_2、NOx、HC、和O_2)为训练样本集,首先对样本进行归一化预处理,然后用训练样本集训练和验证神经网络模型,学习后的神经网络模型用测试样本对发动机气缸的工作状态进行诊断,进而得出发动机是处于什么故障状态。由验证数据集测试训练网络对故障检测的准确率,判断本文提出方法的可靠性。经过仿真结果和真实场景实验可知,本文提出的基于PSO算法优化的BP神经网络的柴油发动机故障诊断方法能够精确预测出柴油发动机的故障类型。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP183;TK428

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 孙霜霜;;汽车控制的研究现状与展望[J];天津职业院校联合学报;2015年10期
2 黄安华;丁亚庆;;车载自动诊断系统及应用[J];汽车零部件;2013年02期
3 蒋红枫;;电喷发动机故障诊断专家系统推理机的开发[J];公路与汽运;2011年04期
4 石宝玉;张永相;;应用发动机平均值模型转矩公式的建模与仿真[J];机械工程师;2010年02期
5 陈朝阳,王永宽,张代胜;汽车故障诊断知识库管理系统的研究[J];汽车维修与保养;2004年01期
6 卫绍元,张蕾;BP神经网络在汽车故障诊断中的应用研究[J];现代机械;2001年03期
7 范丽云,吴鹤龄,崔林;汽车发动机点火系统故障诊断专家系统的研究开发[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1998年04期
8 何建中;基于知识的实时数据库管理系统[J];系统工程理论与实践;1994年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 付尧;基于客观评价的双离合器自动变速器换挡控制技术研究[D];吉林大学;2015年
2 张超;基于自适应振动信号处理的旋转机械故障诊断研究[D];西安电子科技大学;2012年
3 吴沛锋;智能优化算法及其应用[D];东北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 陈艳娜;基于神经网络的汽车故障诊断系统及其应用[D];重庆理工大学;2014年
2 周宇友;基于二阶滑模的发动机转速控制研究[D];南京理工大学;2012年
3 张伟;基于专家系统的故障诊断在汽车发动机上的应用[D];太原理工大学;2011年
4 雍崇伟;基于嵌入式的汽车故障诊断仪设计[D];南京理工大学;2010年
5 郑善亮;汽车发动机故障诊断研究的理论与方法[D];重庆交通大学;2009年
6 李国杰;电控汽油喷射式发动机故障码设置条件的研究[D];长安大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋于莎;苏铁熊;呼维俊;;基于LabVIEW的发动机进气系统仿真研究[J];机械工程与自动化;2014年02期
2 罗钧旻;李何;闫谦时;;证据相关对推理结果可信度影响研究[J];西安工业大学学报;2013年03期
3 辛江涛;王国华;范宝庆;;基于T-S模糊故障树的系统故障诊断研究[J];电子设计工程;2013年05期
4 左萃;李岳林;刘志强;刘乔华;郭艳花;邹铁芳;;基于MATLAB/Simulink的汽油机平均值模型的建立与仿真[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2011年04期
5 王文亮;袁建畅;曹亚斌;;基于插值法的汽车发动机转矩特性分析[J];西安工程大学学报;2010年04期
6 张延林;佟德军;;BP神经网络的汽车故障诊断系统[J];自动化仪表;2009年04期
7 成峰;;基于BP网络的发动机常见异响诊断[J];福建工程学院学报;2008年S1期
8 陆怀民;李美华;窦美霞;郭秀荣;赵志国;;神经网络专家系统在发动机故障诊断中的应用[J];车辆与动力技术;2008年02期
9 卫绍元;王冬梅;;基于排气分析的发动机故障诊断模糊神经网络模型[J];机械设计与制造;2007年03期
10 龚晓燕;陶新利;薛河;;矿井局部通风设备故障诊断信息系统的建立与开发[J];矿山机械;2006年08期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 康岚兰;粒子群优化算法若干改进策略及其机理分析[D];武汉大学;2017年
2 周宏娣;基于核熵成分分析的滚动轴承状态识别方法研究[D];华中科技大学;2017年
3 赵兴;基于角度域循环平稳分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D];大连交通大学;2017年
4 褚东亮;旋转机械故障信号分析及诊断技术研究[D];华北电力大学(北京);2017年
5 吕太之;移动机器人路径规划和地图创建研究[D];南京理工大学;2017年
6 张昊;五轴齿轮组装式离心压缩机转子系统动力学及其非线性特性[D];大连理工大学;2016年
7 曹莹;油气初加工装置旋转设备中轴承故障特征提取方法研究[D];东北石油大学;2016年
8 王洪伟;航空发动机滚动轴承故障诊断与预测关键技术研究[D];南京航空航天大学;2015年
9 杨宏;经验模态分解及其在水声信号处理中的应用[D];西北工业大学;2015年
10 张尔卿;机械密封端面状态监测及寿命预测关键技术研究[D];西南交通大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金筑云;汽车发动机故障辅助分析诊断系统的设计与实现[D];西南交通大学;2018年
2 李莉;基于PSO优化BP神经网络的柴油发动机故障诊断研究[D];西北农林科技大学;2018年
3 王毓源;基于自抗扰控制技术的柴油机调速算法研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
4 王楠;大众帕萨特1.8T发动机电控系统故障诊断方法研究[D];长安大学;2017年
5 曹亚鹏;基于信息融合的发动机故障诊断研究[D];哈尔滨理工大学;2017年
6 陈强;针对BA-FRVM的研究及用于汽车典型故障件的数量预测[D];西南交通大学;2017年
7 肖伟;面向数字化汽车快修的智能故障诊断与维修系统研究[D];大连理工大学;2017年
8 袁坤杰;基于隐马尔科夫模型的石油钻井过程异常检测的研究[D];郑州大学;2017年
9 陈雨晴;基于云服务器的冲压生产线故障诊断专家系统研究[D];浙江工业大学;2017年
10 张雨蒙;基于发动机耐久性试验数据的故障诊断[D];大连理工大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王政军;李星;李源清;陈萌;;汽车线控技术的研究现状及展望[J];科技创新导报;2015年21期
2 陈虹;宫洵;胡云峰;刘奇芳;高炳钊;郭洪艳;;汽车控制的研究现状与展望[J];自动化学报;2013年04期
3 蒋红枫;;电喷发动机故障诊断软件系统设计[J];公路与汽运;2007年04期
4 黄丽;仝秋红;蹇小平;;电喷发动机故障诊断专家系统知识库与推理机的构建[J];电子科技;2007年01期
5 郭兴众;;直接转矩控制中无速度传感器技术的现状及发展[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期
6 孙培峰;基于虚拟技术的汽车发动机故障远程诊断系统[J];机械与电子;2004年01期
7 张代胜,陈朝阳,张树强,周卫兵,任佩红;基于案例推理的汽车维修专家系统[J];汽车工程;2003年05期
8 陈朝阳,张代胜,任佩红,许化东;基于故障树分析法的汽车故障诊断专家系统[J];农业机械学报;2003年05期
9 张代胜,王 悦,陈朝阳;融合实例与规则推理的车辆故障诊断专家系统[J];机械工程学报;2002年07期
10 崔宏巍,杨保成,刘益芳,翟羽健;汽车远程故障诊断系统研究[J];汽车电器;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王印束;基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D];吉林大学;2012年
2 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 杨先勇;基于信号局部特征提取的机械故障诊断方法研究[D];浙江大学;2009年
4 曹冲锋;基于EMD的机械振动分析与诊断方法研究[D];浙江大学;2009年
5 吕济明;双离合器自动变速器坡道起步控制仿真研究[D];吉林大学;2008年
6 李强;机械设备早期故障预示中的微弱信号检测技术研究[D];天津大学;2008年
7 任达千;基于局域均值分解的旋转机械故障特征提取方法及系统研究[D];浙江大学;2008年
8 王胜春;自适应时频分析技术及其在故障诊断中的应用研究[D];山东大学;2007年
9 何清波;多元统计分析在设备状态监测诊断中的应用研究[D];中国科学技术大学;2007年
10 张立振;快速滤波本征模态信号分解及其在海洋数据分析中的应用[D];中国海洋大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜丽娟;汽车发动机故障诊断专家系统的研究[D];河北农业大学;2011年
2 张伟;基于专家系统的故障诊断在汽车发动机上的应用[D];太原理工大学;2011年
3 于航;汽车诊断远程协同会议系统的设计与实现[D];吉林大学;2011年
4 于晓燕;汽车发动机故障诊断与容错技术的研究[D];东北林业大学;2011年
5 郑善亮;汽车发动机故障诊断研究的理论与方法[D];重庆交通大学;2009年
6 王少凯;ABS系统的滑模变结构控制联合仿真研究[D];合肥工业大学;2008年
7 杨雪;永磁直线同步电动机的二阶滑模控制[D];沈阳工业大学;2007年
8 李美华;神经网络专家系统在汽车故障诊断中的应用研究[D];东北林业大学;2006年
9 邹乃威;汽车制动专家系统知识库的建立和人机界面设计[D];吉林大学;2005年
10 郭秀荣;RBF神经网络在电喷发动机故障诊断中的应用研究[D];东北林业大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡悦;;金融市场中的神经网络拐点预测法[J];金融经济;2017年18期
2 吴立可;;脉冲神经网络和行为识别[J];通讯世界;2018年12期
3 迟惠生;陈珂;;1995年世界神经网络大会述评[J];国际学术动态;1996年01期
4 王丽华;杨秀萍;王皓;高峥翔;;智能双轮平衡车的设计研究[J];数字技术与应用;2018年04期
5 张庭略;;基于硬件的神经网络加速[J];通讯世界;2018年08期
6 苏秀婷;;耦合神经网络的同步[J];绍兴文理学院学报(自然科学);2016年03期
7 朱溦;;神经网络结合平均影响值方法筛选变量[J];产业与科技论坛;2017年01期
8 ;硅光子神经网络亮相[J];石油工业计算机应用;2016年04期
9 任刚红;杜坤;周明;刘年东;张晋;;基于级联神经网络的年降雨量预测[J];土木建筑与环境工程;2016年S2期
10 金鑫;李龙威;季佳男;李祉歧;胡宇;赵永彬;;基于大数据和优化神经网络短期电力负荷预测[J];通信学报;2016年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙军田;张喆;;基于神经网络数据挖掘技术确定灾害等级的灭火救援出动力量模型研究[A];2016中国消防协会科学技术年会论文集[C];2016年
2 许进;保铮;;神经网络与图论[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
3 唐墨;王科俊;;自发展神经网络的混沌特性研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第七分册)[南京理工大学学报(增刊)][C];2009年
4 张广远;万强;曹海源;田方涛;;基于遗传算法优化神经网络的故障诊断方法研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
5 李涛;费树岷;;具有变时滞Cohen-Grossberg神经网络的指数稳定性准则[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 汪灵枝;秦发金;;具有变时滞和脉冲的离散Cohen-Grossberg神经网络的周期解[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 韩正之;林家骏;;用神经网络求解非线性相容方程[A];1993年控制理论及其应用年会论文集[C];1993年
8 林家骏;王赞基;;求解不可微优化问题的连续极大熵神经网络[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
9 姜德宏;徐德民;任章;;基于神经网络的自校正控制器[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
10 窦永丰;贝超;;模糊与神经网络结合方式及在控制中的应用[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘霞;忆阻器制成神经网络更高效[N];科技日报;2017年
2 整理 本报记者 诸玲珍 顾鸿儒;微软神经网络切割法可使加速作用超线性[N];中国电子报;2018年
3 ;神经网络小史[N];电子报;2018年
4 张敏;人机大战,到底谁会赢?[N];北京日报;2017年
5 ;人工智能将取得大面积突破[N];中国企业报;2017年
6 本报记者 龚丹韵;人机大战:人类还有优势吗[N];解放日报;2017年
7 ;人类正迎来云端机器人时代[N];中国企业报;2017年
8 张斌;谁还需要“同传”[N];文汇报;2017年
9 科大讯飞董事长 刘庆峰;高考机器人考入一流大学不再是梦[N];中国教育报;2017年
10 邓洲 中国社会科学院工业经济研究所;深度学习:人工智能进入应用阶段[N];上海证券报;2017年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李一鸣;结合知识和神经网络的文本表示方法的研究[D];浙江大学;2018年
2 LYDIA LAZIB;文本否定范围识别技术研究及其应用[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 周小强;基于深度学习的交互式问答技术研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
4 刘梅;网络系统的稳定和同步行为研究[D];新疆大学;2017年
5 李若霞;基于忆阻的神经网络的动力学分析及应用[D];东南大学;2017年
6 项延德;基于卷积神经网络的心电信号检测和分类研究[D];浙江大学;2018年
7 孔颖;终态神经网络及其相关应用[D];浙江工业大学;2017年
8 谈宏莹;基于太赫兹时域谱物质检测技术及实验研究[D];燕山大学;2016年
9 吴森森;地理时空神经网络加权回归理论与方法研究[D];浙江大学;2018年
10 张振敏;基于脉冲神经网络的纹理图像识别研究[D];福建师范大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢良才;基于BP神经网络的煤热解特性及煤灰熔融特性研究[D];西北大学;2018年
2 张旭;基于VMD-神经网络输气管道的工况分类研究[D];东北石油大学;2018年
3 孙昊;粒子群神经网络在供水管线腐蚀预测中的应用研究[D];东北石油大学;2018年
4 严寒;基于卷积神经网络的图像分类算法研究[D];西北大学;2018年
5 季静;融合多重语义对齐表示的机器阅读理解研究[D];南京师范大学;2018年
6 尹化荣;基于卷积神经网络的情感分类算法研究[D];西北大学;2018年
7 邹鑫;基于卷积神经网络的图像分类算法研究[D];西北师范大学;2018年
8 李婷玉;基于神经网络的输油管道腐蚀预测研究与实现[D];华北理工大学;2018年
9 赵士超;基于神经网络的LIBS钢水成分在线检测[D];华北理工大学;2018年
10 曹雲梦;基于BP神经网络的轨道电路故障诊断[D];华北理工大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026