基于图像识别技术的发动机机械故障诊断系统设计.pdf

图形图像
基于图像识别技术的发动机机械故障诊断系统
设计
杨薇, 申海霞
(广州工程技术职业学院, 广州 510075)
摘要: 针对传统发动机机械系统故障诊断装置设计中应用频谱分析,算法复杂、计算量大等缺
点,提出基于图像识别技术的发动机机械故障诊断系统的设计。通过实验,表明系统设
计诊断率高,算法简单,计算量小,应用前景广泛。
关键词: 发动机; 机械故障; 频谱分析; 图像识别
0 引言气缸套故障、连杆故障、小瓦故障、曲轴(大瓦)轴承故
障正时齿轮故障活塞销故障和活塞故障共八类现
发动机机械系统出现故障后通常会产生非正常、、。
, 在实验室环境下提取发动机单一故障信号作为判断
的振动所以传统的发动机机械故障诊断仪设计主要
, 基准样本通过压电加速度传感器动
考虑利用振动传感器直接采集发动机振动信号并通。 LC04 、CM3504
, 态信号调理模块和数据采集卡构成的信号
过计算机对信号进行适当的谱分析和分类的方法实 DAQ1602
, 采集系统采集发动机的八类典型故障样本如图
现用仪器取代人工完成发动机机械系统的故障诊断任 2~9
所示。由于故障的全部信息体现程度与采集时间、采
务。此技术已取得比较理想的效果,但设计过程中要对
集卡分辨率、采样周期等有关,通过反复试验,发现当
采集到的信号进行谱分析或频域分析,算法复杂,计算
采集时间为 秒时,可以完整采集到故障信息。
量大,处理速度较慢。由于现代的数字信号采集卡将连
续的模拟信号转换为离散的数据存储并显示, 同时可
以以二维图像的形式显示出来, 并且每种发动机故障
信号采集后的图像具有差别,基于此思想,提出基于图
像处理技术的发动机机械故障诊断系统的设计。
1 系统设计
基于图像识别技术的发动机机械故障诊断系统图 2 气门故障信号基准样本
设计如下图 1 所示:







  现
 
  代


  计
算
机
图 1 诊断系统框图图 3 连杆故障信号基准样本
总(
信号采集
第
发动机典型的机械系统故障主要分为:气门故障、三
一
收稿日期:2009-10-27 修稿日期:2009-11-15 九
作者简介:杨薇(1980-),女,吉林人,讲师,硕士研究生,研究方向控制理论与控制工程期
)
M O D E R N C OM P U T E R 趩趶
图形图像
滤波
发动机故障信号含有丰富噪声成分,必须对其进
行滤波处理。高斯滤波具有通过高斯函数低通滤波去
除噪声、平滑图像的特性,因此采用高斯滤波[3]。
首先设原始图像为 fcolor(x,y),代入二维高斯函
数公式
图 4 气缸套故障信号基准样本:
2 2
x +y
- 2
1 2σ
Q(x,y)= 2 e (1)
2πσ
得到平滑后的图像为:
3 3
ΣΣg(xi,yj)×fcolor(xi,yj)
Gcolor(x,y)= i=0 j=0 (2)
图 5 小瓦故障信号基准样本 16
式中,g(x,y