National Changhua University of Education Institutional Repository : Item 987654321/18390
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题名: 發展以噪音及振動信號為基礎的車輛智慧型診斷系統
Development of an Intelligent Diagnosis System for Vehicle Using Acoustic and Vibration Signals
作者: 吳建達
贡献者: 車輛科技研究所
关键词: 階次追蹤分析法;圖形辨識;近場聲音全像技術;遞迴式最小平方法;卡氏濾波器;數位信號處理器
Order tracking analysis;Recursive least-squares;Kalman filter;Digital signal processor
日期: 2004
上传时间: 2014-04-29T07:28:54Z
出版者: 行政院國家科學委員會
摘要: 本研究計畫的主要目的是發展一套利用噪音及振動訊號為基礎的車輛智慧型監測診斷系統，以有效地來監測車輛各種行駛狀況及轉速下之機械狀況。在本研究計畫中我們提出的三種車輛故障即時診斷方法分三年來進行相關研究與實行：智慧型階次追蹤分析法、圖形辨識法及近場聲音全像技術，並在故障診斷系統中實現。發展第一種智慧型階次追蹤分析法主要是因為在傳統的階次分析診斷方法是以傅利葉轉換(Fourier transform)分析法為主，此方法有許多缺點，尤其是相鄰近階次與相交越階次上，存在有頻率抹平(Frequency smearing)的現象。為了改善此項問題在智慧型階次分析法中將發展兩種適應性階次追蹤技術(Adaptive order tracking techniques)，包括利用經過改良後的遞迴式最小平方法(Recursive least-squares method)與卡氏濾波器(Kalman filter)，來解決傳統的階次分析法所遇到的困難。在本研究的第二部分是打算發展應用圖形特徵辨識技術，其主要原理是將輸入的聲學或振動信號做數據樣本蒐集，所得到的數據樣本加以處理而得到其信號樣本或圖形特徵，再應用貝氏理論(Bays theorem)及假設檢定(Hypothesis testing)法則，識別出噪音及振動訊號圖形特徵，分別由正常(Normal)與異常(Abnormal)信號做辨識，達到故障診斷的目的。另一方面是應用聲音影像處理技術：」近場聲音全像法」（Near-field Acoustical Holography, NAH）來做為車輛噪音源之診斷方法，因為傳統的聲音全像技術在應用上有極大限制，例如掃瞄及投射表面必需為平面、量測及處理時易生誤差、聲音輻射及結構振動間之互動關係被忽略等問題，因此在本計劃中將發展以邊界元素法來改善此限制並應用於車輛診斷系統中。為了模擬逼近人耳的聲音故障判斷，將先利用振動信號源，做診斷系統的識別，再應用聲學信號間接達到人耳判斷的功能，進而提升應用機器診斷判斷的正確率。整個計畫內容將包含智慧型階次分析處理、圖形特徵識別、聲場全像技術改善及狀態推論等方法所構成，並分三年的時間來達成。在本計畫中將應用數位訊號處理器(DSP)即時擷取信號及信號分析。此系統最後將應用在實際車輛引擎的聲場及振動信號分析上，並應用三種技術做即時監控驗證，並對於各種故障狀況亦能達到順利辨識的目的。
The purpose of this project is to develop an intelligent monitoring and diagnostic system for vehicle. In this study, an intelligent order tracking analysis is presented. Conventional methods of order tracking are primarily based on Fourier analysis with reference to shaft speed. Shortcomings of conventional method has smearing problem arises when closely spaced orders or crossing orders are present.
In this project, two adaptive order tracking techniques based on Recursive Least-Squares (RLS) filtering and Kalman filtering algorithms
are proposed to overcome the problems. This diagnostic system will be implemented on the platform of a floating point digital signal
processor (DSP). Experiments are also be carried out for a practical four-cylinder four-cycle engine using acoustic signals to evaluate the effective of the proposed techniques in vehicle.
關聯: 國科會計畫, 計畫編號: NSC93-2212-E018-004; 研究期間: 93/08-94/07
显示于类别:[車輛科技研究所] 國科會計畫

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