一种挖掘机发动机的故障检测方法及故障检测装置制造方法及图纸

本申请提供了一种挖掘机发动机的故障检测方法及故障检测装置，涉及发动机故障检测技术领域，其中，所述故障检测方法包括：获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量，从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量，基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本，将所述测试样本输入至预先训练好的故障检测模型中，得到与该目标振动信号分量对应的发动机的故障检测结果。这样，可以利用发动机的振动信号预先得知发动机的故障检测结果，能够及时发现发动机可能存在的故障风险，进而避免重大故障发生，减少维护时间，从而减少经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机发动机的故障检测方法及故障检测装置
本申请涉及发动机故障检测
，尤其是涉及一种挖掘机发动机的故障检测方法及故障检测装置。
技术介绍
挖掘机是一种多功能机械，被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量，加快建设以及提高劳动生产率等方面起着十分重要的作用。在挖掘机工作时，挖掘机由于工作条件恶劣容易导致发动机发生故障。如果挖掘机发动机出现故障时才进行处理，会导致发动机的连续操作被中断而引发重大故障，影响施工进度，造成巨大经济损失。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种挖掘机发动机的故障检测方法及故障检测装置，可以利用发动机的振动信号预先得知发动机的故障检测结果，能够及时发现发动机可能存在的故障风险，进而避免重大故障发生，减少维护时间，从而减少经济损失。第一方面，本申请实施例提供了一种挖掘机发动机的故障检测方法，所述故障检测方法包括：获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量；从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量；基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本；将所述测试样本输入至预先训练好的故障检测模型中，确定与该目标振动信号分量对应的发动机的故障检测结果。优选地，所述获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量，包括：获取挖掘机发动机在工作状态下的振动信号；将振动信号通过CEEMDAN算法进行分解，得到若干个IMF分量；将所述IMF分量确定为振动信号分量。优选地，所述从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量，包括：计算每个振动信号分量与所述振动信号之间的豪斯多夫距离，将计算出的豪斯多夫距离按照从小到大的顺序排列，从最小的豪斯多夫距离开始按顺序选取若干个豪斯多夫距离，确定选取出的若干个豪斯多夫距离分别对应的振动信号分量为第一分量集合；计算每个振动信号分量与所述振动信号之间的互相关系数，将计算出的互相关系数按照从大到小的顺序排列，从最大的互相关系数开始按顺序选取若干个互相关系数，确定选取出的若干个互相关系数分别对应的振动信号分量为第二分量集合；从所述第二分量集合中确定出最小的互相关系数对应的参照振动信号分量；基于所述第一分量集合和所述第二分量集合，确定所述第一分量集合和所述第二分量集合的交集为第三分量集合；基于所述参照振动信号分量与所述第三分量集合之间的所属关系，确定出目标振动信号分量。优选地，所述基于所述参照振动信号分量与所述第三分量集合之间的所属关系，确定出目标振动信号分量，包括：若所述第三分量集合包括所述参照振动信号分量，则确定所述第三分量集合中信号强度小于所述参照振动信号分量的信号强度的振动信号分量为目标振动信号分量；若所述第三分量集合不包括所述参照振动信号分量，则确定所述第三分量集合中的所有振动信号分量均为目标振动信号分量。优选地，通过以下公式计算所述互相关系数：其中，ρ(x，imfi)表示振动信号与第i个振动信号分量之间的互相关系数；N为采样点数，x(t)为所述振动信号，imfi(t)是第i个振动信号分量。优选地，所述基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本，包括：将确定出的目标振动信号分量组成目标分量矩阵；对所述目标分量矩阵进行奇异值分解，得到若干个奇异值；确定若干个奇异值归一化处理后的特征值为与该目标振动信号分量对应的测试样本。优选地，通过以下步骤确定故障检测模型：获取样本振动信号分量对应的训练样本和发动机的故障检测结果；针对所述训练样本中的样本振动信号分量对应的特征值，以样本振动信号分量对应的特征值作为卷积神经网络的输入，以样本振动信号分量对应的发动机的故障检测结果作为输出，对卷积神经网络进行训练；将训练完的卷积神经网络确定为故障检测模型。第二方面，本申请实施例提供了一种挖掘机发动机的故障检测装置，所述故障检测装置包括：处理模块，用于获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量；第一确定模块，用于从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量；第二确定模块，用于基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本；第三确定模块，用于将所述测试样本输入至预先训练好的故障检测模型中，确定与该目标振动信号分量对应的发动机的故障检测结果。优选地，所述处理模块在用于获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量时，所述处理模块用于：获取挖掘机发动机在工作状态下的振动信号；将振动信号通过CEEMDAN算法进行分解，得到若干个IMF分量；将所述IMF分量确定为振动信号分量。优选地，所述第一确定模块在用于从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量时，所述第一确定模块用于：计算每个振动信号分量与所述振动信号之间的豪斯多夫距离，将计算出的豪斯多夫距离按照从小到大的顺序排列，从最小的豪斯多夫距离开始按顺序选取若干个豪斯多夫距离，确定选取出的若干个豪斯多夫距离分别对应的振动信号分量为第一分量集合；计算每个振动信号分量与所述振动信号之间的互相关系数，将计算出的互相关系数按照从大到小的顺序排列，从最大的互相关系数开始按顺序选取若干个互相关系数，确定选取出的若干个互相关系数分别对应的振动信号分量为第二分量集合；从所述第二分量集合中确定出最小的互相关系数对应的参照振动信号分量；基于所述第一分量集合和所述第二分量集合，确定所述第一分量集合和所述第二分量集合的交集为第三分量集合；基于所述参照振动信号分量与所述第三分量集合之间的所属关系，确定出目标振动信号分量。优选地，所述第一确定模块在用于基于所述参照振动信号分量与所述第三分量集合之间的所属关系，确定出目标振动信号分量时，所述第一确定模块用于：若所述第三分量集合包括所述参照振动信号分量，则确定所述第三分量集合中信号强度小于所述参照振动信号分量的信号强度的振动信号分量为目标振动信号分量；若所述第三分量集合不包括所述参照振动信号分量，则确定所述第三分量集合中的所有振动信号分量均为目标振动信号分量。优选地，所述第一确定模块用于通过以下公式计算所述互相关系数：其中，ρ(x,imfi)表示振动信号与第i个振动信号分量之间的互相关系数；N为采样点数，x(t)为所述振动信号，imfi(t)是第i个振动信号分量。优选地，所述第二确定模块在用于基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本时，所述第二确定模块用于：将确定出的目标振动信号分量组成目标分量矩阵；对所述目标分量矩阵进行奇异值分解，得到若干个奇异值；确定若干个奇异值归一化处理后的特征值为与该目标振动信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机发动机的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法包括：/n获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量；/n从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量；/n基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本；/n将所述测试样本输入至预先训练好的故障检测模型中，确定与该目标振动信号分量对应的发动机的故障检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机发动机的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法包括：
获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量；
从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量；
基于所述目标振动信号分量，确定与该目标振动信号分量对应的测试样本；
将所述测试样本输入至预先训练好的故障检测模型中，确定与该目标振动信号分量对应的发动机的故障检测结果。


2.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，所述获取发动机的振动信号，将所述振动信号分解成若干个振动信号分量，包括：
获取挖掘机发动机在工作状态下的振动信号；
将振动信号通过CEEMDAN算法进行分解，得到若干个IMF分量；
将所述IMF分量确定为振动信号分量。


3.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，所述从若干个振动信号分量中确定出目标振动信号分量，包括：
计算每个振动信号分量与所述振动信号之间的豪斯多夫距离，将计算出的豪斯多夫距离按照从小到大的顺序排列，从最小的豪斯多夫距离开始按顺序选取若干个豪斯多夫距离，确定选取出的若干个豪斯多夫距离分别对应的振动信号分量为第一分量集合；
计算每个振动信号分量与所述振动信号之间的互相关系数，将计算出的互相关系数按照从大到小的顺序排列，从最大的互相关系数开始按顺序选取若干个互相关系数，确定选取出的若干个互相关系数分别对应的振动信号分量为第二分量集合；
从所述第二分量集合中确定出最小的互相关系数对应的参照振动信号分量；
基于所述第一分量集合和所述第二分量集合，确定所述第一分量集合和所述第二分量集合的交集为第三分量集合；
基于所述参照振动信号分量与所述第三分量集合之间的所属关系，确定出目标振动信号分量。


4.根据权利要求3所述的故障检测方法，其特征在于，所述基于所述参照振动信号分量与所述第三分量集合之间的所属关系，确定出目标振动信号分量，包括：
若所述第三分量集合包括所述参照振动信号分量，则确定所述第三分量集合中信号强度小于所述参照振动信号分量的信号强度的振动信号分量为目标振动信号分量；
若所述第三分量集合不包括所述参照振动信号分量，则确定所述第三分量集合中的所有振动信号分量均为目标振动信号分量。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘英豪，徐智颖，王彦森，
申请(专利权)人：三一重机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32