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摘要:由于拖拉機發動機工作時的噪聲較大，其故障信號較難采集，而電氣信號的輸出較為平穩，因此可以通過電氣信號的特征提取來診斷發動機的故障。發動機電氣的故障信號一般是特征較為明顯的瞬態信號，有多種檢測方法，信號的特征不同，各種方法的檢測性能也會存在差異。本次提出了一種基于小波和稀疏表示的瞬態信號檢測方法，并搭建了虛擬儀器平臺對發動機的故障信號進行了檢測。結果表明:采用小波和信號成分稀疏表示可以成功地提取發動機電氣故障的瞬態信號特征，然后將信號特征和經驗特征進行比對，便可以判斷發動機電氣的故障類型，為拖拉機發動機故障診斷的研究提供了重要的數據參考。

關鍵詞:拖拉機;發動機;電氣故障;瞬態信號;稀疏表示

0引言

拖拉機發動機狀態監視和故障診斷技術對監視、評定發動機的工作狀態、變化趨勢、壽命消耗和殘余壽命，以及保證發動機安全、可靠運行有著重要的作用，應將其視為重型拖拉機發動機可靠性工作的一個重要組成部分。為保證發動機在高性能水平下安全工作并降低直接使用成本，必須將發動機的維修思路從以前的定期維修轉變為實時故障檢測維修，這樣才能有效地提高發動機故障的預警和修復效果。發動機的電氣構件在正常工作時一般信號較為平穩，但在出現故障時信號會出現較大波動的瞬態信號。瞬態信號的發生時間較短，監測較難，因此引入了信號成分稀疏表示和小波算法，以有效地根據電氣信號提取發動機故障信號特征，確定故障的類型。

1拖拉機發動機電氣瞬態信號檢測

瞬態信號是在時間域上非常短暫的信號，其信號呈現突發性;而拖拉機發動機電氣正常工作時信號較為平穩，一旦出現故障會發生信號突變，呈現瞬態信號。瞬態信號的檢測可以為故障檢測和識別提供有效的依據，從統計意義上來說，瞬態信號是非平穩的，但是在短時間的間隔內，可以認為信號又是平穩的。

2電氣瞬態信號小波分解稀疏表示

拖拉機發動機電氣瞬態信號的稀疏表示就是將信號在已知函數集上進行分解，利用變換域對信號進行表達，從而用盡量少的基函數來表示拖拉機發動機信號，其過程可以通過信號的稀疏分解來實現。

3基于信號瞬態成分稀疏表示方法的拖拉機

發動機電氣故障診斷拖拉機發動機電氣故障信號的提取可以采用虛擬儀器來完成，利用虛擬儀器對故障瞬態信號的成分進行稀疏表示，并提取瞬態信號的特征，判斷故障類型。因此，虛擬儀器的核心部分是軟件，沒有人接支持也無法完成這些檢測功能。本次對發動機電氣故障的檢測虛擬儀器軟件開發主要采用圖形化的編程語言，利用Labview設計功能界面。

4結論

為了實現拖拉機發動機電氣故障診斷，構建了電氣信號檢測的虛擬平臺，并引入了基于信號瞬態成分稀疏表示和小波算法的信號處理方法，從而有效地診斷出發動機發生故障時的瞬態信號。以電流的檢測為例，對發動機電氣故障檢測虛擬平臺進行了驗證，結果表明:采用信號瞬態成分稀疏表示方法和小波算法可以成功地提取電氣故障的瞬態信號，將瞬態信號與經驗故障信號進行對比便可以判斷故障類型，為發動機的設計和故障檢測技術提供了較有價值的借鑒。

作者：任曉兵 單位：洛陽職業技術學院汽車工程系