تشخیص‏ عیوب(لحظه‏ای)سیستم مدیریت موتور بصورت انلاین

فصل اول

1-1 مقدمه  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1

1- 2-اهداف اصلی پژوهش ……………………………………………………………………………………………………………………………..3

1- 3- فرضیههایپژوهش……………………………………………………………………………………………………………………………….4

1-4 پیشینه اولیه …………………………………………………………………………………………………………………………………………….4

1- 5- مروری بر ادبیات موضوع مورد مطالعه  ………………………………………………………………………………………………..5

1-6-نتیجه گیری   ……………………………………………………………………………………………………………………………………..11

1-7- طرح ریزی پروژه  ………………………………………………………………………………………………………………………………..11

فصل دوممقدمه ای برپایش وضعیت، ارتعاشات و سخت افزار استفاده شده در پژوهش ……………………………13

2-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..13

2-2-پایش وضعیت  ………………………………………………………………………………………………………………………………………14

2-3-  آنالیز ارتعاشات  ………………………………………………………………………………………………………………………………….15

2-4- بررسی روش‏های اجرای آنالیز ارتعاشات  ……………………………………………………………………………………………1

2-5- امکانات مورد نیاز برای اجرای آنالیز ارتعاشات ……………………………………………………………………………………16

2-5-1حسگرهای ارتعاش‏سنجی  ……………………………………………………………………………………………………………..17

 2-5-2انواع حسگرهای ارتعاش سنجی  ……………………………………………………………………………………………………18

2-5-2-1  شتاب سنج ها………………………………………………………………………………………………………………………..18

2-5-2-2 مزایا و معایب انواع سنسورهای شتاب سنج  ……………………………………………………………………………….19

2-5-3-  انواع تجهیزات داده برداری ……………………………………………………………………………………………………………20

فهرست مطالب

عنوانصفحه

2-5-4-2 تجزيه و تحليل كننده ­هاي پیشرفته …………………………………………………………………………………………..20

2-5-4-3نشانگر مقدار کلی ارتعاشات  ………………………………………………………………………………………………….212-5-4-4تحليل­گر­هايFFT  …………………………………………………………………………………………………………………21

    2-5-5- نرمافزارپردازشومديريتاطلاعات ……………………………………………………………………………………….22

فصل سوم………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..24

3-1تبدیلموجک………………………………………………………………………………………………………………………………………..24

3-2- انواع تبدیل موجک ………………………………………………………………………………………………………………………………26

   3-2-1  تبدیل موجک پیوسته …………………………………………………………………………………………………………………26

    3-2-1-1  مقیاس  ………………………………………………………………………………………………………………………………….28

3-2-1-2 محاسبه موجک پیوسته  ………………………………………………………………………………………………………………29

3-2-2 تبدیل موجک گسسته  …………………………………………………………………………………………………………………….31

3-2-3  تحلیلیا تجزیه بسته ای موجک  …………………………………………………………………………………………………..32

3-2-4 تبدیل موجک ساکن …………………………………………………………………………………………………………………………34

3-3- 4 روند انجام حذف نویزاز سیگنال با استفاده از تبدیل موجک گسسته ……………………………………………34

3-4-  میانگین گیری از سیگنالها …………………………………………………………………………………………………………………35

فصل چهارمانفیس،تشخیص و دسته بندی عیوب ……………………………………………………………………………………..38

4 -1 مقدمه ای بر سیستمهای فازی……………………………………………………………………………………………………………38

4-2 سیستمهای فازی …………………………………………………………………………………………………………………………………..38

4 – 3 انواع سیستمهای فازی ………………………………………………………………………………………………………………………..38

4 –4  ساختار سیستمهای فازی …………………………………………………………………………………………………………………..39

1-4-4 تابع عضویت ………………………………………………………………………………………………………………………………………39

فهرست مطالب

عنوانصفحه

4 -5 سیستمهای فازی- عصبی ……………………………………………………………………………………………………………………40

4-6  ساختار ANFIS…………………………………………………………………………………………………………………………………..40

فصل پنجم ، مسیرانجام پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………..44

5-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..44

5-2- شمع  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………46

5-3-   تنظیمزمانیجرقهزنی …………………………………………………………………………………………………………………….46

5-4-  انژکتورها …………………………………………………………………………………………………………………………………………….47

5-5-  استپرموتور ………………………………………………………………………………………………………………………………………….47

5-5-1   وظایفاستپرموتور ………………………………………………………………………………………………………………………..48

5-5-2  مداربرقیاستپرموتور …………………………………………………………………………………………………………………….48

5-5-3  محلقرارگیریاستپرموتور …………………………………………………………………………………………………………48

5-6- عدم احتراق در سیلندر ……………………………………………………………………………………………………………………….49

5-7- سنسور ضربه ………………………………………………………………………………………………………………….50

5-7-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………….50

5-8-ثبت موج با استفاده از کارت دیتا …………………………………………………………………………………………………………51

5-9- سنسورهای استفاده شده …………………………………………………………………………………………………………………….51

5-10- نرم افزارهای استفاده شده ………………………………………………………………………………………………………………..52

5-11- مسیر انجام پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………..52

5-11-1 داده برداری تجربی …………………………………………………………………………………………………………………………52

5-12-  ایجاد عیب احتراقی در موتور ………………………………………………………………………………………………………….55

فهرست مطالب

عنوانصفحه

5-13-  ایجاد عیب مربوط به عدم کارکردانژکتور ………………………………………………………………………………………..56

5-14-  ایجاد عیب مربوط به تغییر دهانه شمع در موتور ……………………………………………………………………………56

5-15-  ایجاد عیب مربوط به استپرموتور در موتور ……………………………………………………………………………………..57

  5-16-ایجاد عیوب ترکیبی در موتور ………………………………………………………………………………………………………….57

فصلششم، نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………………………..58

6-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..58

6-2- نتایج اندازه گیری موج های زمانی و طیف های فرکانسی ………………………………………………………………..58

6-3-معیارهای انتخاب موجک ……………………………………………………………………………………………………………………..71

6-3-1 معیار ماکزیمم انرژی …………………………………………………………………………………………………………………………71

6-3 -2 معیار حداقل آنتروپی ……………………………………………………………………………………………………………………….72

6-4-  مقایسه سیگنالها سالم با معیوب ………………………………………………………………………………………………………..75

6-5 استخراج ویژگی ……………………………………………………………………………………………………………………………………..80

6-6-  طراحی شبکه انفیس ………………………………………………………………………………………………………………………….82

فصل هفتم، تحلیل نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………………….87

7-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….87

7-2-  تحلیل نتایج تبدیل فوریه …………………………………………………………………………………………………………………..87

7-3-تحلیل سیگنالها …………………………………………………………………………………………………………………………………….88

7-4- پاسخ به پرسشهاي پژوهش و بررسي فرضيه هاي تحقيق …………………………………………………………………89

7-5- نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………..90

7-6-پيشنهادات …………………………………………………………………………………………………………………………………………….91

فهرست مطالب

عنوانصفحه

مقالات ارائه شده ……………………………………………………………………………………………………………………………………………92

منابع و مراجع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..93

فهرست اشکال

عنوانصفحه

شکل2-1انواع حسگرهای ارتعاش سنج ………………………………………………………………………………………………………..17

شکل2-2  انواع شتاب سنج …………………………………………………………………………………………………………………………..18

شکل2-3ساختمان یک نوع شتاب سنج ……………………………………………………………………………………………………….19

شكل 2-4  تجزيه و تحليل كننده­ هاي پیشرفته …………………………………………………………………………………………20

شكل 2-5  نشان دهنده مقدار كلي ارتعاشات ……………………………………………………………………………………………..21

شكل 2-6  تحليل ­گر­FFT …………………………………………………………………………………………………………………………22

شکل 2-7(نرمافزار XMS) …………………………………………………………………………………………………………………………..22

شکل3- 1ویولت بیورتوگونال ………………………………………………………………………………………………………………………..25

شکل 3-2 مفهوم انتقال ………………………………………………………………………………………………………………………………..27

شکل3-3 مفهوم مقیاس………………………………………………………………………………………………………………..27

شکل3-4 مفهوم مقیاس ………………………………………………………………………………………………………………27

شکل3-5 مفهوم مقیاس ………………………………………………………………………………………………………………………………..28

شکل3-6مفهوم فرکانس ………………………………………………………………………………………………………………………………..28

شکل  3 – 7 مفهوم مقیاس…………………………………………………………………………………………………………………………..28

فهرست اشکال

عنوانصفحه

شکل3-8 سیگنالهای کسینوسی مرتبط به مقیاس های مختلف ……………………………………………………………….29

شکل3-9 و10و11مراحل انجام موجک پیوسته ………………………………………………………………………………30

شکل 3- 12 و 3-13(تبدیل موجک در نرم افزار متلب)………………………………………………………………………………31

شکل 3-14 و 15  فیلترهای تبدیل موجک گسسته…………………………………………………………………………32

شکل 3-16 و 17 سطوح تجزیه بسته ای موجک…………………………………………………………………………………..34

شکل3-18 سیگنال حالت سالم موتور ………………………………………………………………………………………………………….35

شکل3-19 حالت شمع1  ……………………………………………………………………………………………………………………………..36

شکل 3- 20حالت شمع1(میانگیری) ……………………………………………………………………………………………………………36

شکل 3-21انژکتور4 …………………………………………………………………………………………………………………………………….36

شکل 3-22  انژکتور4(میانگیری)…………………………………………………………………………………………………………………..27

شکل 4-1: ساختار اصلی سیستمهای فازی …………………………………………………………………………………………………39

شکل 4-2: مدلفازيساگنودرجهاولبادوورودي و ساختار ANFIS متناظر با آن…………………………..41

شکل 4-3: ساختار سیستم فازی – عصبی نوع ساگنو با شش ورودی ……………………………………………………….41

شکل5-1 الگوهای احتراق از سیستم جرقه زنی الکترونیکی و خطاهای موتور متناظر با آنها …………………….45

شکل5-2 استپرموتور ………………………………………………………………………………………………………………………………….47

شکل5-3کارت دیتا ……………………………………………………………………………………………………………………………………….51

شکل 5-4سنسور شتاب سنج بوش آلمان ……………………………………………………………………………………………………51

شکل5-5 نصب سنسورها به وسیله چسب مخصوص رو بلوک موتور ………………………………………………………….52

شکل5-6 روند انجام پژوهش ………………………………………………………………………………………………………………………..54

فهرست اشکال

عنوانصفحه

شکل(5-7) تجهیزات داده برداری ………………………………………………………………………………………………………………..55

شکل 5-8.بیرون کشیدن وایر سیلندر به منظور ایجاد عیب احتراقی ………………………………………………………….55

شکل5-9 قطع کردن شیر انژکتور ………………………………………………………………………………………………………………..56

شکل5-10 کارت دیتا و دستگاه ارتعاش سنجAdash ………………………………………………………………………………..57

شکل6-1 سیگنال زمانی مربوط به موتور سالم …………………………………………………………………………………………….58

شکل6-2 نمودار تبدیل فوریه سیگنال سالم ………………………………………………………………………………………………..59

شکل6-3 سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد ازقطع جریان برق شمع1 …………………………………………….59

شکل 6-4  نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع1 …………………………………………59

شکل 6-5 سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع 2    ……………………………………………..60

شکل 6-6  نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع 2…………………………………………60

شکل 6-7 سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع3 ………………………………………………….61

شکل 6 – 8 شکل 6-8  نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع 3……………………61

شکل 6-9 سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع4 ………………………………………………….61

شکل 6-10  نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع4………………………………………62

شکل6-11سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع1و 4…………………………………………….62

شکل 6-12  نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد قطع جریان برق شمع 4و1……………………………………..63

شکل6-13سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع2و3 …………………………………………….63

شکل 6-14نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از قطع جریان برق شمع2و3 ……………………………………64

شکل6-15سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کشیدن شیر انژکتور1……………………………………………………..64

شکل 6-16نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از کشیدن شیر انژکتور1……………………………………………..64

فهرست اشکال

عنوانصفحه

شکل6-17سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کشیدن شیر انژکتور4 ……………………………………………………65

شکل 6-18نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از کشیدن شیر انژکتور4 ……………………………………………65

شکل6-19سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کشیدن شیر انژکتور1و4 ……………………………………………….66

شکل6-20نمودار تبدیل فوریه مربوط به موتور بعد از کشیدن شیر انژکتور1و4 ………………………………………..66

شکل6-21سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کم کردن دهانه شمع1 ………………………………………………….67

شکل 6-22نمودار تبدیل فوریه مربوط به حالت دهانه کم شمع1………………………………………………………………..67

شکل6-23سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کم کردن دهانه شمع 1 و انژکتور1 ………………………………67

شکل 6-24نمودار تبدیل فوریه مربوط به حالت دهانه کم شمع 1و انژکتور1 …………………………………………….68

شکل6-25  سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از زیاد کردن دهانه شمع1 ……………………………………………….68

شکل 6-26نمودار تبدیل فوریه مربوط به حالت دهانه زیاد شمع1 ……………………………………………………………..68

شکل6-27  سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از زیاد کردن دهانه شمع 1 و انژکتور1…………………………….69

شکل 6-28نمودار تبدیل فوریه مربوط به حالت دهانه زیاد شمع 1و انژکتور1 …………………………………………..69

شکل6-29سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کشیدن استپرموتور ……………………………………………………….70

شکل 6-30نمودار تبدیل فوریه مربوط به بعد از کشیدن استپرموتور …………………………………………………………70

شکل6-31سیگنال زمانی مربوط به موتور بعد از کشیدن استپرموتور و دهانه زیاد شمع 1 …………………….70

شکل 6-32نمودار تبدیل فوریه مربوط به بعد از کشیدن استپرموتور و دهانه زیاد شمع 1 ……………………….71

شکل 6-33 مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع1……………………………………………………………………….75

شکل 6-34مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع2 ……………………………………………………………………….75

شکل 6-35مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع3 ……………………………………………………………………….75

شکل 6-36مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع4…………………………………………………………………………76

فهرست اشکال

عنوانصفحه

شکل 6-37مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع1و4……………………………………………………………………76

شکل 6-38مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع2و3……………………………………………………………………76

شکل 6-39مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردانژکتور1……………………………………………………………………..77

شکل 6-40مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردانژکتور4……………………………………………………………………..77

شکل 6-41مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردانژکتور4و1…………………………………………………………………77

شکل 6-42مقایسه حالت نرمال با حالت دهانه کم شمع1……………………………………………………………………………78

شکل 6-43مقایسه حالت نرمال با حالت دهانه کم شمع 1 و انژکتور1………………………………………………………..78

شکل 6-44مقایسه حالت نرمال با حالت دهانه زیاد شمع1………………………………………………………………………….78

شکل 6-45مقایسه حالت نرمال با حالت دهانه زیاد شمع1 و انژکتور1………………………………………………………..79

شکل 6-46مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکرداستپرموتور………………………………………………………………….79

شکل 6-47مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکرداستپرموتور و دهانه زیاد شمع 1……………………………….79

شکل 6-48روند آموزش شبکه ……………………………………………………………………………………………………………………..85

شکل6-49 روند تست داده ها ……………………………………………………………………………………………………………………..85

شکل6-50 خروجی واقعی و خروجی انفیس ………………………………………………………………………………………………..85

شکل 7-1مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکردشمع2و3 ……………………………………………………………………..88

شکل 7-2مقایسه حالت نرمال با حالت دهانه کم شمع1……………………………………………………………………………..88

شکل 7-3مقایسه حالت نرمال با حالت عدم کارکرداستپرموتور……………………………………………………………………89

فهرست جداول

عنوانصفحه

جدول(5-1) مشخصات موتور تحت آزمون …………………………………………………………………………………………………..53

جدول(5-2) مقادیردهانه شمع استفاده شده ……………………………………………………………………………………………….56

جدول6-1 انرژی سیگنال حالت سالم موتور ………………………………………………………………………………………………..72

جدول 6-2  معیار آنتروپی مربوط به سیگنال سالم موتور …………………………………………………………………………..73

جدول6-3 مقدار R(s) حالت سالم ……………………………………………………………………………………………………..73

جدول6-4 مقدار R(s) هریک از حالتها ………………………………………………………………………………………………………..74

جدول 6-5  ماتریس های استفاده شده برای عیوب موتور ………………………………………………………………..84 – 83

جدول 6-6 ماتریس اغتشاش ………………………………………………………………………………………………………………………..86