The multidimensional diesel engine diagnosis based on the vibroacoustic signal spectrum analysis

• Autorzy: Boruta G. , Jasiński M.

Warianty tytułu

PL

Wielowymiarowa diagnostyka silników o zapłonie samoczynnym oparta na badaniu widm sygnału wibroakustycznego

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Coraz wyższe wymagania eksploatacyjne stawiane urządzeniom i maszynom ze względów bezpieczeństwa oraz minimalizacji kosztów eksploatacji, powodują konieczność poszukiwania nowych metod wykrywania uszkodzeń w diagnozowanych obiektach np. na podstawie analizy sygnałów wibroakustycznych. Naturalną cechą diagnostyki wibroakustycznej jest możliwość łatwej i szybkiej rejestracji dużej liczby silnie redundantnych sygnałów wibroakustycznych i związanego z tym dużego nadmiaru informacji, która w znacznej części nie jest wykorzystywana, a równocześnie najczęściej występuje konieczność wykorzystania wielowymiarowego wektora diagnostycznego. Powoduje to konieczność zredukowania wykorzystywanej informacji do poziomu pozwalającego na zbudowanie adekwatnego modelu diagnostycznego. Jedną z metod diagnozowania maszyn jest korelacja obiektywnego stanu technicznego z parametrami diagnostycznymi uzyskanym z sygnału wibroakustycznego. Korzystając z metody składowych głównych (PCA) istnieje możliwość uzyskania liniowego przekształcenia tych parametrów. Pozwala to zredukować redundantną informację zawartą w tych parametrach i uzyskać bardziej wiarygodny model diagnostyczny. Obiektem wybranym do badań zaprezentowanych w pracy był silnik o zapłonie samoczynnym. Stosowanie przedstawionej metody eliminuje konieczność wykonywania czasochłonnych i kosztownych modeli analitycznych. Możliwe jest diagnozowanie silnika na podstawie odpowiednio przygotowanego, wymiarowo zredukowanego sygnału wibroakustycznego, bez wykonywania modeli symulacyjnych.

EN

Higher and higher exploitation demands given to the equipment and machines from reasons of safety and minimalization of exploitation costs, cause the necessity of the search for the new methods of the damages detection in the diagnosed objects, for example on the base of the vibroacoustics signals analysis. The natural feature of vibroacoustics diagnostics is the possibility for an easy and fast recording of a high figure of strongly redundant vibroacoustics signals and related with this the large surplus of information, which is not utilized in great part, but simultaneously the necessity for the usage of the multidimensional diagnostic vector steps out most often. This causes the necessity diminution of utilized information to the level permitting on design of adequate diagnostic model. One of methods of machines defects diagnose is the correlation of the objective technical condition with diagnostic parameters received from the vibroacoustic signal. Principal Components Analysis (PCA) offers an approach for a linear transformation of those parameters. The redundant information included into those parameters is reduced and the obtained diagnostic model is more reliable. The product chosen for the investigation presented in this paper is a Diesel engine. The application of the presented method eliminates the necessity of the performing analytical model which are time consuming and costly. It is possible to diagnose of the engine from objective parameters of the specially prepared vibroacoustic signal without performing simulation models.

Słowa kluczowe

PL

diagnostyka wibroakustyczna; analiza składowych głównych (PCA); rozkład macierzy względem wartości własnych (SVD); silnik o zapłonie samoczynnym

EN

vibroacoustic diagnosis; principal components analysis (PCA); singular value decomposition (SVD); diesel engine

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, No. 4
• Strony: 63--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Boruta G.

autor

Jasiński M.

• Katedra Mechatroniki, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Heweliusza Street 10, 10-719 Olsztyn, Poland,

Bibliografia

• [1] Boruta, G., Analiza informacji diagnostycznej zawartej w sygnale wibroakustycznym o parametrach  regulacyjnych   tłokowego  silnika  spalinowego.   Rozprawa Doktorska, Politechnika Poznańska 2006.
• [2] Boruta, G., Teoretyczne widmo drgań silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym, Biul. WAT, rok XLVol. 9, s. 13-26,1997.
• [3] Cempel, C., Diagnostyka wibroakustyczna maszyn. PWN, Warszawa 1989.
• [4] Jasiński, M., Empiryczne modele w szczegółowej diagnostyce przekładni zębatej, Rozprawa Doktorska, Politechnika Warszawska 2004.
• [5] Kocia, B., Kukliński, Z., Łukowski, Z., Pałacha, R., Zapłoński, W., Budowa i naprawa samochodów STAR 266 i pochodnych, WPM „WEMA", Warszawa 1988.
• [6] Pearson, K., On line and planes of closest fit to systems of point in space, Philosophical Magazine, ser. 6, Vol. 2, 1901, s. 559-572.
• [7] Wise, B., Gallagher, N., PLS_Toolbox 2.1 for use with MATLAB, Users Manuał, 2000.
• [8] Wise, B., Gallagher, N., The Process Chemometrics Approach to Process Monitoring and Fault Detection, J. Proc. Control, Vol. 6, No. 6, s. 329-348,1996.
• [9] Zespół IPM WAT, Sprawozdanie końcowe z realizacji pracy naukowo-badawczej na temat Badania    eksperymentalne    samochodów    produkcji    FSC - Starachowice. Wyniki eksploatacyjnych badań niezawodności samochodów skrzyniowych STAR-200 z serii próbnej, WAT, Warszawa 1980