基于支持向量机的柴油机故障诊断系统研究
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2020-01-11
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基于支持向量机的柴油机故障诊断系统研究
郭晶亮，姚玉南
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作者简介：郭晶亮(1984) 男,在读研究生,动力装置性能与系统优化. E-mail: jingliangg@qq.com
（武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉 430063）
摘要：柴油机故障诊断技术是近些年来国内外专家研究的比较热门的方向之一,它通过分析5
和处理柴油机的现在状态和历史数据来分析并预测出柴油机未来可能会发生的故障状态,由
于柴油机故障在实际工作过程中大部分情况下是一个小样本情况,因此本文引入支持向量机
概念,支持向量机在小样本情况下表现出了非常好的优良性能,希望能够有利于支持向量机在
柴油机故障诊断领域的推广。本文应用分析方法对采集的信号进行分析,介绍支持向量机在
柴油机故障诊断中的理论和应用，重点讨论了支持向量机中的完全多类支持向量机和组合多10
类支持向量机两种分类方法,用 LIBSVM 软件和 MATLAB 编程实现了 SVM 在柴油机燃油系
统上故障诊断的应用;建立了船舶柴油机故障诊断系统,用 VB 语言编写了柴油机故障诊断管
理系统。
关键词：热能与动力工程;柴油机；故障诊断;支持向量机
15
Study on Fault Diagnosis system of Diesel Engine based on
Support Vector Machine
Guo Jingliang, Yao Yunan
(Wuhan University of Technology Energy and Power Engineering institution, Wuhan 430063)
Abstract: IDiesel engine fault diagnosis technology is one of the more popular study direction for 20
domestic and foreign experts in recent years, By analyzing and processing the state and historical
data of the diesel engine to analyze and predict the future diesel engine fault conditions ,in actual
work diesel engine’s malfunction is a small sample situation, so the paper lead into support vector
machine, support vector machine show excellent performance, wish help the Promotion of support
vector machine in the area of diesel engine fault diagnosis technology. In this thesis Use analytical 25
methods to analyze the collected signal, introduction Support Vector Machine Fault Diagnosis in
the theory and application, focusing on the full support vector machine multi-class support vector
machines and multi-class support vector machine combined the two classification methods, using
LIBSVM software and programming of the SVM in MATLAB Fault diagnosis on diesel engine
fuel system applications;Established a marine diesel engine fault diagnosis system, I develop fault 30
diagnosis system.
Key words:
Thermal Energy and Power Engineering; Diesel Engine; Fault Diagnosis; Support
Vector Machine
0 引言 35
柴油机是一个复杂的系统,它是由摩擦学动力学等组成，船舶柴油机由于其工作环境差、
持续工作时间比较长、结构复杂等原因经常产生各种故障。根据国际海事组织 IMO 发布的
重大海难和特大海难的统计调查报告中显示，在 2000 年到 2003 年这四年间造成干散货船海
难事故的事故原因中机械故障高达 20.6%，一旦船舶发生海难，将带来巨大的经济损失，甚
至造成人身伤亡，可见机械安全是保障船舶安全运行的基础。因此开展柴油机故障诊断是非40
常重要的，通过及时发现柴油机的故障征兆，为预防恶性事故的发生提供必要的技术参数，
对正确维修和保养设备提供决策指导，保证其稳定高效的工作，对企业经济利益和员工安全
有着十分重大的意义。
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