基于油液多信息融合的船舶动力系统故障诊断技术研究

基于油液检测的故障诊断技术是远程、离线诊断大型船舶动力系统故障和预防突发性故障的有效手段，船舶安全航行的重要保证。本项目通过油液光谱分析临界参数和磨粒表面形貌三维评定参数的信息融合研究，并结合实验室模拟、实车试验和实船试验，从而为大型船舶动力系统基于油液的远程故障诊断实现提供理论和技术支撑。本项目试图系统研究以下三方面问题：（1）通过数学建模、实验室模拟试验，建立基于大型船舶动力系统油液光谱分析临界参数数学模型；（2）综合运用小波、奇异值分解和信息熵理论提取油液磨粒表面形貌三维特征参数，将表面形貌三维特征参数应用于大型船舶动力系统润滑油磨粒的表面分析；（3）研究光谱分析临界参数与表面形貌三维特征参数的内在关系。本项目的研究对于揭示摩擦学系统摩擦磨损机理以及实现船舶动力系统故障诊断的量化评定，确保船舶航行安全具有重要意义。

基于油液检测的故障诊断技术是远程、离线诊断大型船舶动力系统故障和预防突发性故障的有效手段，是船舶安全航行的重要保证。本项目通过油液光谱分析临界参数和磨粒表面形貌三维评定参数的信息融合研究，结合实验室模拟、实车试验和实船试验，为大型船舶动力系统基于油液的远程故障诊断提供理论和技术支持。本项目的主要研究内容和成果如下：首先通过数学建模、实验室模拟实验，对油液光谱分析进行研究，提出了一种提高光谱分析精度的方法，在此基础上建立了船舶动力系统基于润滑油光谱分析临界参数的数学模型，并通过实验室实验、实船采样分析相结合，对船舶动力系统磨损性磨粒成分和含量进行光谱分析，研究了其变化规律以及与船舶动力系统摩擦副摩擦磨损的内在关系，并最终确定基于油液检测的船舶动力系统光谱临界参数，建立了基于润滑油磨损性元素光谱分析临界参数船舶动力系统故障诊断预测预警方法，仿真计算和实验结果表明，该方法能有效预测船舶机械的早期失效，从而实现船舶机械的早期故障诊断和预测预警；其次，建立了基于油液磨粒表面形貌三维特征参数的数学模型，并结合实验室摩擦磨损试验机模拟实验和实船采样，获取了船舶动力系统润滑油中磨粒的表面形貌图像，完成了表面形貌图像特征参数的提取，分析研究了磨粒表面形貌图像特征参数与船舶动力系统摩擦副摩擦磨损的内在关系，为船舶机械基于油液磨粒形貌的故障诊断技术提供理论与技术支持；最后，研究光谱分析临界参数与表面形貌三维特征参数的内在关系，为船舶动力系统的基于油液多信息融合的远程故障诊断提供技术支持。