基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的柴油機(jī)熱紅外故障診斷方法研究.pdf

1、熱紅外成像技術(shù)始于上世紀(jì)50年代，由于其隱蔽性能好、安全指數(shù)高、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來該技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，已經(jīng)成為一門新型技術(shù)科學(xué)。以往的紅外技術(shù)首先在軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用，而現(xiàn)在隨著熱紅外技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，已成為當(dāng)今各相關(guān)行業(yè)研究的熱點(diǎn)，得到了十分廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)今世界高科技研究領(lǐng)域之一。
　　柴油機(jī)是一種常見的發(fā)電機(jī)，是用途非常廣泛的動(dòng)力機(jī)械。其耐久性和可靠性在運(yùn)行過程中顯得尤為重要，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部強(qiáng)化程度的提高，結(jié)構(gòu)也

2、變得極為復(fù)雜，在十分惡劣的工作條件下，故障發(fā)生的可能性也會(huì)大大增加。為確保發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，提高其安全、可靠性，必須加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的管理，加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的早期預(yù)防和診斷。就如何診斷出動(dòng)力設(shè)備中的故障隱患，并針對(duì)傳統(tǒng)測試診斷方法中的接觸測試的不足的問題，本文敘述了一種非接觸式的測試方法，即在熱紅外成像技術(shù)基礎(chǔ)上的故障診斷。
　　熱紅外技術(shù)對(duì)診斷電力系統(tǒng)中的故障隱患具有圖像直觀、不受電磁干擾、不接觸探測、安全可靠、判斷準(zhǔn)確、效

3、率高和檢測速度快等特點(diǎn)。特別針對(duì)那些懸空的、處在高速運(yùn)動(dòng)中的和帶電的設(shè)備更具有突出的優(yōu)點(diǎn)。利用柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中向外界熱輻射的特點(diǎn)，通過紅外探測器攝取其溫度場的紅外圖像，測定柴油機(jī)表面的溫度分布場及其變化情況，能發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)可能存在的熱狀態(tài)異?，F(xiàn)象并找出潛在的故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防和診斷。
　　熱紅外圖像的預(yù)處理和特征提取。在紅外圖像的分析中，進(jìn)行圖像的預(yù)處理是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要目的是消除圖像中混入的各種噪聲信號(hào)，突出真實(shí)的信息，

4、增強(qiáng)有關(guān)信息的可檢測性和最大限度地簡化數(shù)據(jù)，為下一環(huán)節(jié)的研究提供便捷。采用中值濾波、平滑濾波、銳化濾波等算法去除圖像中的的噪聲信息，并用增強(qiáng)算法對(duì)圖像進(jìn)行有效的增強(qiáng)。利用邊緣檢測方法中，Roberts算子、Sober算子和正交算子或閾值分割法，對(duì)紅外圖像進(jìn)行圖像分割。在特征提取這一步研究，是圖像識(shí)別的一個(gè)關(guān)鍵問題，對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類來說，核心就是利用圖像的特征進(jìn)行訓(xùn)練識(shí)別，提取的特征是診斷識(shí)別的關(guān)鍵。本文從圖像矩、目標(biāo)圖像的信息熵、系數(shù)

5、變換特征、邊緣提取等角度分別討論了紅外目標(biāo)圖像特征提取的方法，已達(dá)到目標(biāo)識(shí)別的目的。
　　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。是采用誤差反算法作為其學(xué)習(xí)規(guī)則進(jìn)行有監(jiān)督學(xué)習(xí)的前饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了多層網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。當(dāng)給定網(wǎng)絡(luò)一個(gè)輸入，由輸入層送到隱層，經(jīng)過隱層單元處理，再送到輸出層，輸出層單元處理后產(chǎn)生一個(gè)輸出模式，若輸出響應(yīng)與期望輸出模式有差距，就將誤差沿著連接通路后向傳播，并同時(shí)修正各層連接的權(quán)值?？蓪⒓t外圖像提取的特征輸入BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。最后可通過輸出判定