本申请公开了柴油机爆震故障识别方法、装置、存储介质和电子设备，属于柴油机状态监测与故障诊断技术领域。方法包括在满足柴油机稳定工况下，通过压力传感器采集柴油机的气缸压力信号；对气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量；对非稳态模态分量提取能量值；基于能量值确定柴油机是否存在爆震故障。本申请实施例提供的爆震故障识别方法，采集气缸压力信号，将气缸压力信号作为评估柴油机运行状态和健康状况的重要指标，对气缸压力信号进行分解，考虑爆震信号频域分布特性，获得非稳态模态分量，可以更精确地提取信号特征和能量分布，及早发现柴油机运行异常和故障风险，从而确定柴油机的健康状况和故障风险，无需专业人员进行操作和分析。
【技术实现步骤摘要】
本申请属于柴油机状态监测与故障诊断，具体涉及柴油机爆震故障识别方法、装置、存储介质和电子设备。
技术介绍
1、点火延迟阶段喷入燃油会爆发性地燃烧，并使气缸中的压力升高得太快，这样就会产生柴油机爆震。柴油机爆震燃烧是影响柴油机燃烧性能的重要原因之一，机器长期爆震燃烧会导致柴油机性能下降，增加机器磨损缩短使用寿命，严重时可能导致机器故障、火灾和爆炸等安全问题。
2、现阶段针对柴油机爆震燃烧的监测与判别方法主要有:1.振动分析法，这种方法主要通过对柴油机敲击振动的频谱分析，判断是否存在问题；2.热成像法，这种方法通过热成像仪对柴油机缸体表面的温度分布进行检测，判断缸体是否存在问题；3.压力分析法，通过对柴油机缸内的动态压力进行分析，判断是否存在问题，常见的方式有基于siemens vdo算法爆震因子检测、mapo检测、升压率检测等。需要注意的是，这些方法都有其适用范围和局限性，需要根据具体情况选择合适的方法进行判断。同时，这些方法也需要由专业人员进行操作和分析。
技术实现思路
1、本申请的技术目的：针对现有柴油机燃烧爆震状态检测的仪器或设备操作复杂且需专业人员分析，没有专门针对柴油机的爆震监测装置，提供一种柴油机爆震故障识别方法与装置。
2、为实现上述技术目的，本申请采用以下技术方案。
3、第一方面，本申请提供了柴油机爆震故障识别方法，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述方法包括：在满足所述柴油机稳定工况下，通过压力传感器采集所述柴油机的气缸压力信号；</p>4、对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量；
5、对所述非稳态模态分量提取能量值；
6、基于所述能量值确定所述柴油机是否存在爆震故障。
7、进一步地，对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量，包括：
8、对气缸压力信号进行快速傅里叶变换，将傅里叶频谱归一化到频域区间[0,π]；根据预设的频带切分点将频域区间[0,π]划分频带区间，获得谐波频带区间；
9、确定所述谐波带区间的经验小波函数，将所述气缸压力信号与所述经验小波函数进行内积运算，得到细节系数；
10、将所述细节系数与所述经验小波函数进行卷积，获得所述非稳态模态分量。
11、再进一步地，预设所述频带切分点的方法包括以下步骤：
12、对所述气缸压力信号提取设定段数的数据，并确定每一段的数据长度，获得设定段数的所述数据长度；
13、根据设定段数的所述数据长度以及所述压力传感器的采样频率，确定所述柴油机的转速；根据所述转速设置频带切分点。
14、再进一步地，对所述气缸压力信号提取设定段数的数据，并确定每一段的数据长度，获得设定段数的所述数据长度，包括：
15、设定压力阈值切分点，将自所述气缸压力信号的上升沿且气压压力值超过所述压力阈值切分点的时刻作为初始时刻t0；
16、自所述初始时刻t0起，提取第1时刻t1至第n时刻的n段数据，其中n为设定段数。
17、再进一步地，所述n段数据的表达式如下：
18、(dt1/2+dt2/2)～(dt2/2+dt3/2)，…，(dt10/2+dt11/2)～(dt11/2+dt12/2)，…，(dtn-1/2+dtn/2)；
19、其中，dti表示第i时刻的数据，i＝1，…，n。
20、进一步地，所述柴油机的转速表达式如下：
21、rpm＝fs*1200/(∑(l·1+···+l·n))；
22、其中，rpm为所述柴油机的转速，fs所述压力传感器的采样频率，l·1，…，l·n为第1段～第n段数据的数据长度。
23、进一步地，根据所述转速设置频带切分点，包括：
24、根据所述转速划分两个频带区间，包括第一频带区间和第二频带区间；
25、所述第一频带区间为1～rpm/6频带，第二频带区间为rpm/6～fs/2两个频带。
26、进一步地，所述非稳态模态分量提取能量值，包括：
27、对所述非稳态模态分量进行teager能量算子信号提取，并求取所述能量值。
28、第二方面，本申请实施例提供柴油机爆震故障识别装置，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述装置包括：
29、采集单元，用于在满足所述柴油机稳定工况下，通过压力传感器采集所述柴油机的气缸压力信号；
30、边缘计算单元，用于对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量；对所述非稳态模态分量提取能量值；基于所述能量值确定所述柴油机是否存在爆震故障。
31、进一步地，所述边缘计算单元包括：
32、分量确定模块，用于对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量；
33、故障识别模块，用于对所述非稳态模态分量提取能量值；基于所述能量值确定所述柴油机是否存在爆震故障。
34、进一步地，所述装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述柴油机是否存在爆震故障。
35、第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如第一方面任意一种可能的实施方式所提供的柴油机爆震故障识别方法的步骤。
36、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括如第二方面任意一种可能的实施方式所提供的柴油机爆震故障识别装置。
37、与现有技术相比，本申请实施例提供的一种柴油机爆震故障识别方法，采集气缸压力信号，气缸压力信号是评估柴油机运行状态和健康状况的重要指标，对气缸压力信号进行分解，考虑爆震信号频域分布特性，获得非稳态模态分量，可以更精确地提取信号特征和能量分布，及早发现柴油机运行异常和故障风险，从而确定柴油机的健康状况和故障风险。
38、本申请实施例提供的一种柴油机爆震故障识别装置，利用采集单元采集气缸压力信号，利用边缘计算单元可以实现获得非稳态模态分量，可以更精确地提取信号特征和能量分布，及早发现柴油机运行异常和故障风险，自动化的数据处理和故障诊断，大大提高诊断的效率和准确性，解决了传统的故障诊断方法需要专业技术人员进行繁琐的数据分析和处理、效率较低的技术问题。
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【技术保护点】
1.一种柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量，包括：
3.根据权利要求2所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，预设所述频带切分点的方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，所述n段数据的表达式如下：
6.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，所述柴油机的转速表达式如下：
7.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，根据所述转速设置频带切分点，包括：
8.根据权利要求1所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，对所述非稳态模态分量提取能量值，包括：
9.柴油机爆震故障识别装置，其特征在于，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述装置包括：
10.根据权利要求9所述的柴油机爆震故障识别装置，其特征在于，所述边缘计算单元包括：
11.根据权利要求10所述的柴油机爆震故障识别装置，其特征在于，所述装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述柴油机是否存在爆震故障。
12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的柴油机爆震故障识别方法的步骤。
13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9至11中任意一项所述的柴油机爆震故障识别装置。
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【技术特征摘要】
1.一种柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，用于识别所述柴油机的爆震故障，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，对所述气缸压力信号进行分解，获得非稳态模态分量，包括：
3.根据权利要求2所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，预设所述频带切分点的方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，所述n段数据的表达式如下：
6.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，所述柴油机的转速表达式如下：
7.根据权利要求3所述的柴油机爆震故障识别方法，其特征在于，根据所述转速设置频带切分点，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：魏承印，徐海林，刘浩，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
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