柴油机作为舰船的主要动力装置,其性能的好坏将直接影响到海军的战斗力。柴油机故障又是船舶发生海上事故的主要原因之一。因此,对船用柴油机故障诊断技术的研究一直受到海军以及航运界的重视。由于柴油机结构的复杂性,传统的以旋转机械为主要对象的诊断方法难以有效地解决这些问题。本文以16VPA6柴油机为研究对象,采用目前较流行的专家系统故障诊断技术。借助于界面编程工具Borland C++ Builder和数据库软件SQL Server 2000,根据专家系统设计的思路和步骤,进行人机界面的设计,开发实用的16VPA6柴油机故障诊断专家系统。本文研究的主要任务是:第一,分析用户的需求,设计整个专家系统的功能模块和主界面。第二,通过对知识库进行的研究,确定知识的表达方式、获取途径和推理方法;根据收集到的资料,建立专家系统的知识库,其中包括事实库、规则库、对策库、初始数据库、背景知识库以及用于存放传感器采集参数的数据库等。在此基础上,完善知识库功能,包括管理功能和一些处理系统错误能力,并且在SQL Server中建立相应的数据表;建立基于故障树的自学习模块。第三,建立专家系统的辅助模块,包括用户的登陆、注册和管理模块、界面的双语切换模块等。第四,根据灰色系统理论,对部分参数进行长期和短期趋势预报,同时建立柴油机各系统,包括燃油系统、滑油系统、冷却系统、增压系统和启动系统的参数的实时监测模块,对系统进行监测和报警。第五,对柴油机各个系统进行监测与故障诊断,设计相应的推理机和解释机,主要的诊断方法有:基于热力参数如温度、压力信号变化的趋势分析;基于示功图,以LABVIEW为前处理,将处理后的数据与正常数据进行对比的规则分析;基于振动信号,主要对波形、频谱、功率谱和倒频谱中的特征进行提取的辅助分析。通过本文设计的专家系统,可以对PA6柴油机系统进行参数的状态监测和趋势预报,同时能对部分故障进行诊断并提出维修建议。专家系统的功能将通过使用与学习得到加强。